JP7736065B2 - Cell image analysis method - Google Patents
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Description
この発明は、細胞画像解析方法に関し、特に、学習済みモデルによって細胞を解析する細胞解析方法に関する。 This invention relates to a cell image analysis method, and in particular to a cell analysis method that analyzes cells using a trained model.
従来、学習済みモデルによって細胞を解析する細胞解析方法が知られている。このような細胞解析方法は、たとえば、国際公開第2019/171546号に開示されている。 Conventionally, cell analysis methods that analyze cells using a trained model are known. Such cell analysis methods are disclosed, for example, in International Publication No. 2019/171546.
国際公開第2019/171546号には、撮像装置によって撮像された細胞の画像を解析する細胞画像解析方法が開示されている。具体的には、国際公開第2019/171546号には、培養プレートによって培養された細胞を顕微鏡などの撮影装置によって撮影することにより、細胞画像を取得する構成が開示されている。また、国際公開第2019/171546号に開示されている細胞画像の解析方法は、学習済みモデルの解析結果を用いて、細胞画像に写る細胞が正常細胞であるか異常細胞であるかを分類する。また、国際公開第2019/171546号には、細胞画像の各画素に対して、各画素がどのカテゴリーに属するかを求めるセグメンテーション処理によって、細胞を分類する構成が開示されている。 WO 2019/171546 discloses a cell image analysis method for analyzing cell images captured by an imaging device. Specifically, WO 2019/171546 discloses a configuration for acquiring cell images by photographing cells cultured in a culture plate with an imaging device such as a microscope. The cell image analysis method disclosed in WO 2019/171546 uses the analysis results of a trained model to classify cells depicted in a cell image as normal or abnormal. WO 2019/171546 also discloses a configuration for classifying cells through a segmentation process that determines which category each pixel belongs to in a cell image.
ここで、国際公開第2019/171546号には開示されていないが、学習済みモデルの解析結果を用いて細胞画像に写る細胞の分類を行う場合、各画素における解析結果のうち、最も高い値によって、画素毎に分類を行う。しかしながら、最も高い値によって細胞を分類する場合、最も高い値とその次に高い値との差がわずかであってもそうでなくても、同様の分類結果となる。すなわち、細胞画像に写る細胞の分類を行う際に、分類の確度が高い場合でも高くない場合でも、解析結果が最も大きい値であれば同様の分類結果となる。そのため、細胞画像に写る細胞の分類の確度を、操作者が細胞画像を一見して把握することが困難な場合がある。そこで、細胞画像に写る細胞の分類の確度を容易に把握することが可能な細胞画像解析方法が望まれている。 Although not disclosed in WO 2019/171546, when classifying cells in a cell image using the analysis results of a trained model, classification is performed for each pixel using the highest value of the analysis results for that pixel. However, when classifying cells using the highest value, the same classification result will be obtained regardless of whether the difference between the highest value and the next highest value is small. In other words, when classifying cells in a cell image, the same classification result will be obtained as long as the analysis result has the largest value, regardless of whether the classification accuracy is high or low. Therefore, it may be difficult for an operator to grasp the classification accuracy of cells in a cell image at a glance. Therefore, a cell image analysis method that allows an operator to easily grasp the classification accuracy of cells in a cell image is desired.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、細胞画像に写る細胞の分類の確度を容易に把握することが可能な細胞画像解析方法を提供することである。 This invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of this invention is to provide a cell image analysis method that makes it possible to easily grasp the accuracy of the classification of cells shown in a cell image.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による細胞画像解析方法は、細胞が写る細胞画像を取得するステップと、細胞を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデルに細胞画像を入力するステップと、学習済みモデルにより出力された細胞画像の各画素の解析結果に基づいて、細胞画像に写る細胞が、2つ以上の種類の分類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値を取得するステップと、取得した指標値を表示するステップと、を備え、学習済みモデルは、解析結果として、細胞画像の各画素の分類の推定値である確率値を出力するように学習されており、指標値を取得するステップにおいて、学習済みモデルによって出力された細胞画像の各画素における確率値の平均値、中央値、最大値、最小値、および、最頻値のいずれかである1つの代表値を、1枚の細胞画像に対する分類の確度を表す1つの指標値として取得する。 In order to achieve the above-mentioned object, a cell image analysis method according to one aspect of the present invention comprises the steps of acquiring a cell image containing a cell, inputting the cell image into a trained model that has been trained to classify cells into two or more types, acquiring an index value representing the accuracy of which of the two or more types the cell depicted in the cell image belongs to based on the analysis results of each pixel of the cell image output by the trained model, and displaying the acquired index value, wherein the trained model is trained to output, as the analysis result, a probability value that is an estimate of the classification of each pixel of the cell image, and in the step of acquiring the index value, one representative value that is one of the mean, median, maximum, minimum, and mode of the probability values for each pixel of the cell image output by the trained model is acquired as one index value representing the accuracy of classification for one cell image .
上記一の局面における細胞画像解析方法では、上記のように、学習済みモデルにより出力された細胞画像の各画素の解析結果に基づいて、細胞画像が、2つ以上の種類の分類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値を取得するステップと、取得した指標値を表示するステップと、を備える。これにより、細胞画像に写る細胞が、2つ以上の種類の分類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値が表示されるので、操作者は、指標値を確認することにより、細胞画像に写る細胞の分類の確度を容易に把握することができる。その結果、細胞画像に写る細胞の分類の確度を容易に把握することが可能な細胞画像解析方法を提供することができる。 The cell image analysis method according to the above aspect includes the steps of acquiring an index value representing the accuracy of which of two or more classifications the cell image belongs to, based on the analysis results of each pixel of the cell image output by the trained model, and displaying the acquired index value. This allows the operator to easily grasp the accuracy of the classification of the cells depicted in the cell image by checking the index value, as the index value representing the accuracy of which of two or more classifications the cells depicted in the cell image belong to is displayed. As a result, a cell image analysis method can be provided that makes it possible to easily grasp the accuracy of the classification of the cells depicted in the cell image.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Below, an embodiment of the present invention is described based on the drawings.
図1を参照して、一実施形態による細胞画像解析装置100の構成について説明する。 Referring to Figure 1, the configuration of a cell image analysis device 100 according to one embodiment will be described.
(細胞画像解析装置の構成)
細胞画像解析装置100は、図1に示すように、画像取得部1と、プロセッサ2と、記憶部3と、表示部4と、入力受付部5と、を備える。
(Configuration of cell image analyzer)
As shown in FIG. 1, the cell image analyzer 100 includes an image acquisition unit 1, a processor 2, a storage unit 3, a display unit 4, and an input reception unit 5.
画像取得部1は、細胞画像10を取得するように構成されている。細胞画像10は、細胞90(図2参照)が写る画像である。具体的には、細胞画像10は、培養容器80(図3参照)に充填された培養溶液81(図3参照)中において培養された培養細胞90を撮影した画像である。本実施形態では、画像取得部1は、たとえば、撮像装置が取り付けられた顕微鏡8などの細胞画像10を撮影する装置から細胞画像10を取得するように構成されている。画像取得部1は、たとえば、入出力インターフェースを含む。 The image acquisition unit 1 is configured to acquire a cell image 10. The cell image 10 is an image of a cell 90 (see Figure 2). Specifically, the cell image 10 is an image of a cultured cell 90 cultured in a culture solution 81 (see Figure 3) filled in a culture vessel 80 (see Figure 3). In this embodiment, the image acquisition unit 1 is configured to acquire the cell image 10 from a device that captures the cell image 10, such as a microscope 8 equipped with an imaging device. The image acquisition unit 1 includes, for example, an input/output interface.
プロセッサ2は、取得した細胞画像10を解析するように構成されている。プロセッサ2は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、GPU(Graphics Processing Unit)、または、画像処理用に構成されたFPGA(Field-Programmable Gate Array)などを含んでいる。また、ハードウェアとしてのCPUなどからなるプロセッサ2は、ソフトウェア(プログラム)の機能ブロックとして、制御部2aと、画像解析部2bと、画像処理部2cと、重畳細胞画像生成部2dと、を含む。プロセッサ2は、記憶部3に記憶されたプログラムを実行することにより、制御部2a、画像解析部2b、画像処理部2c、および、重畳細胞画像生成部2dとして機能する。制御部2a、画像解析部2b、画像処理部2c、および、重畳細胞画像生成部2dは、専用のプロセッサ(処理回路)を設けてハードウェアにより個別に構成されていてもよい。 The processor 2 is configured to analyze the acquired cell image 10. The processor 2 includes a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), GPU (Graphics Processing Unit), or FPGA (Field-Programmable Gate Array) configured for image processing. The processor 2, which is comprised of hardware such as a CPU, also includes software (program) functional blocks: a control unit 2a, an image analysis unit 2b, an image processing unit 2c, and a superimposed cell image generation unit 2d. By executing the programs stored in the memory unit 3, the processor 2 functions as the control unit 2a, image analysis unit 2b, image processing unit 2c, and superimposed cell image generation unit 2d. The control unit 2a, image analysis unit 2b, image processing unit 2c, and superimposed cell image generation unit 2d may be individually configured by hardware with dedicated processors (processing circuits).
制御部2aは、細胞画像解析装置100の制御を行うように構成されている。また、制御部2aは、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値20を取得するように構成されている。具体的には、制御部2aは、学習済みモデル6によって出力された確率値21(図4参照)に基づいて取得される確率値21の代表値20aを、指標値20として取得するように構成されている。なお、指標値20とは、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す実数値である。本実施形態では、指標値20は、0~100の範囲の数値である。また、本実施形態では、制御部2aは、1枚の細胞画像10に対して、1つの指標値20を出力する。The control unit 2a is configured to control the cell image analysis device 100. The control unit 2a is also configured to acquire an index value 20 that represents the degree of certainty that a cell 90 depicted in a cell image 10 is classified into one of two or more types. Specifically, the control unit 2a is configured to acquire, as the index value 20, a representative value 20a of the probability value 21 acquired based on the probability value 21 (see FIG. 4) output by the trained model 6. The index value 20 is a real number that represents the degree of certainty that a cell 90 depicted in a cell image 10 is classified into one of two or more types. In this embodiment, the index value 20 is a numerical value ranging from 0 to 100. In this embodiment, the control unit 2a outputs one index value 20 for one cell image 10.
より具体的には、制御部2aは、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80(図3参照)のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかの指標値20を取得するように構成されている。なお、確率値21は、学習済みモデル6が解析結果として出力する分類の推定値である。学習済みモデル6は、解析結果として、細胞画像10の画素毎に、確率値21を出力する。 More specifically, the control unit 2a is configured to acquire at least one of the following index values 20: whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 (see Figure 3) is appropriate, and whether the number of culture days is appropriate. The probability value 21 is an estimated value of the classification output by the trained model 6 as the analysis result. The trained model 6 outputs the probability value 21 for each pixel of the cell image 10 as the analysis result.
また、制御部2aは、重畳細胞画像50を表示部4に表示させる制御を行うように構成されている。制御部2aが指標値20を取得する構成、および、重畳細胞画像50の詳細については、後述する。 The control unit 2a is also configured to control the display of the superimposed cell image 50 on the display unit 4. Details of the configuration by which the control unit 2a acquires the index value 20 and the superimposed cell image 50 will be described later.
本実施形態では、画像解析部2bは、細胞90(図2参照)を2つ以上の種類に分類する。具体的には、細胞90を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデル6を用いて、細胞画像10に写る細胞90を2つ以上の種類に分類するように構成されている。また、学習済みモデル6は、後述する撮影条件、および、培養条件ごとに分類を行う第1学習済みモデル6a、第2学習済みモデル6b、および、第3学習済みモデル6cを含む。なお、正常細胞、異常細胞、第1学習済みモデル6a、第2学習済みモデル6b、および、第3学習済みモデル6cの詳細については、後述する。 In this embodiment, the image analysis unit 2b classifies cells 90 (see Figure 2) into two or more types. Specifically, it is configured to classify cells 90 shown in the cell image 10 into two or more types using a trained model 6 that has learned to classify cells 90 into two or more types. The trained model 6 also includes a first trained model 6a, a second trained model 6b, and a third trained model 6c that perform classification based on the imaging conditions and culture conditions described below. Details of normal cells, abnormal cells, the first trained model 6a, the second trained model 6b, and the third trained model 6c will be described later.
画像処理部2cは、後述する確率分布画像12(図6参照)を生成するように構成されている。また、画像処理部2cは、確率分布画像12に基づいて、細胞画像10に写る細胞90の領域である細胞領域を取得するように構成されている。画像処理部2cが確率分布画像12を生成する構成、および、細胞領域を取得する構成の詳細については、後述する。 The image processing unit 2c is configured to generate a probability distribution image 12 (see Figure 6) described below. The image processing unit 2c is also configured to acquire a cell region, which is the region of a cell 90 depicted in the cell image 10, based on the probability distribution image 12. Details of the configuration of the image processing unit 2c for generating the probability distribution image 12 and the configuration for acquiring the cell region will be described later.
重畳細胞画像生成部2dは、確率値21(図4参照)の分布を細胞画像10に重畳した重畳細胞画像50を生成するように構成されている。重畳細胞画像生成部2dが重畳細胞画像50を生成する構成の詳細については、後述する。 The superimposed cell image generating unit 2d is configured to generate a superimposed cell image 50 in which the distribution of probability values 21 (see Figure 4) is superimposed on the cell image 10. Details of the configuration by which the superimposed cell image generating unit 2d generates the superimposed cell image 50 will be described later.
記憶部3は、細胞画像10、第1学習済みモデル6a、第2学習済みモデル6b、および、第3学習済みモデル6cを記憶するように構成されている。また、記憶部3は、プロセッサ2が実行する各種プログラムを記憶するように構成されている。記憶部3は、たとえば、HDD(Hard Disk Drive)、または、SSD(Solid State Drive)などの記憶装置を含む。 The memory unit 3 is configured to store the cell image 10, the first trained model 6a, the second trained model 6b, and the third trained model 6c. The memory unit 3 is also configured to store various programs executed by the processor 2. The memory unit 3 includes a storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).
表示部4は、重畳細胞画像生成部2dによって生成された重畳細胞画像50、指標値20、および、頻度分布22などを表示するように構成されている。表示部4は、たとえば、液晶モニタなどの表示装置を含む。 The display unit 4 is configured to display the superimposed cell image 50, index value 20, frequency distribution 22, etc. generated by the superimposed cell image generation unit 2d. The display unit 4 includes, for example, a display device such as an LCD monitor.
入力受付部5は、操作者による操作入力を受け付け可能に構成されている。入力受付部5は、たとえば、マウス、キーボードなどの、入力デバイスを含む。 The input reception unit 5 is configured to be able to receive operational input from an operator. The input reception unit 5 includes input devices such as a mouse and a keyboard.
(細胞画像)
図2を参照して、細胞画像10について説明する。細胞画像10は、培養細胞90が写る画像である。なお、本実施形態では、細胞画像10は、撮像装置が取り付けられた顕微鏡8によって撮影された顕微鏡画像である。細胞画像10は、培養細胞90として、分化能を有する細胞90を撮影した画像である。たとえば、細胞90は、iPS細胞(induced Pluripotent Stem Cell)、ES細胞(Embryonic Stem Cell)などを含む。なお、未分化細胞とは、分化能を有している細胞である。また、未分化逸脱細胞とは、特定の細胞への分化が開始し、分化能を有していない細胞である。本実施形態では、未分化細胞を正常細胞とする。また、未分化逸脱細胞を、異常細胞とする。
(Cell image)
A cell image 10 will be described with reference to FIG. 2 . The cell image 10 is an image of a cultured cell 90. In this embodiment, the cell image 10 is a microscopic image captured by a microscope 8 equipped with an imaging device. The cell image 10 is an image of a cell 90 having differentiation potential as the cultured cell 90. For example, the cell 90 includes an iPS cell (induced pluripotent stem cell), an ES cell (embryonic stem cell), etc. An undifferentiated cell is a cell that has differentiation potential. An undifferentiated deviation cell is a cell that has begun to differentiate into a specific cell but no longer has differentiation potential. In this embodiment, an undifferentiated cell is considered to be a normal cell. An undifferentiated deviation cell is considered to be an abnormal cell.
(培養容器によって培養される培養細胞)
次に、図3を参照して、培養容器80によって培養される培養細胞90について説明する。
(Cultured cells cultivated in a culture vessel)
Next, the cultured cells 90 cultured in the culture vessel 80 will be described with reference to FIG.
図3に示すように、細胞90は、培養容器80に充填された培養溶液81中において培養された培養細胞である。本実施形態では、細胞画像10は、培養容器80において培養された培養細胞90を含む画像である。なお、培養容器80の底面80aには、細胞90を培養するためのコーティング剤が塗布されている。コーティング剤は、細胞90が培養容器80に定着する際に必要となるたんぱく質などを含む。 As shown in FIG. 3, cells 90 are cultured cells cultured in a culture solution 81 filled in a culture vessel 80. In this embodiment, cell image 10 is an image including cultured cells 90 cultured in the culture vessel 80. A coating agent for culturing cells 90 is applied to the bottom surface 80a of the culture vessel 80. The coating agent contains proteins and the like that are necessary for cells 90 to settle in the culture vessel 80.
(画像解析方法)
次に、図4を参照して、本実施形態による細胞画像解析方法によって、細胞画像10を解析する方法について説明する。なお、本実施形態では、細胞画像解析装置100(図1参照)が、細胞画像10を解析することにより、細胞画像10に写る細胞90を2つ以上の種類に分類する構成について説明する。本実施形態では、細胞画像解析装置100は、学習済みモデル6(図1参照)を用いて細胞画像10を解析することにより、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかを判定する。学習済みモデル6は、細胞画像10が入力されることにより、細胞画像10の画素毎に、確率値21を出力する。確率値21は、分類の推定値である。
(Image analysis method)
Next, a method for analyzing a cell image 10 using the cell image analysis method according to this embodiment will be described with reference to FIG. 4 . In this embodiment, a configuration will be described in which a cell image analysis device 100 (see FIG. 1 ) analyzes the cell image 10 to classify cells 90 depicted in the cell image 10 into two or more types. In this embodiment, the cell image analysis device 100 analyzes the cell image 10 using a trained model 6 (see FIG. 1 ) to determine which of the two or more types the cell 90 depicted in the cell image 10 belongs to. When the cell image 10 is input, the trained model 6 outputs a probability value 21 for each pixel of the cell image 10. The probability value 21 is an estimated value of the classification.
図4は、本実施形態による画像処理の流れを示したブロック図である。図4に示すように、本実施形態では、細胞画像解析方法は、大きく分けて、画像解析方法101と、学習済みモデル6(図1参照)の生成方法102を含む。 Figure 4 is a block diagram showing the flow of image processing according to this embodiment. As shown in Figure 4, in this embodiment, the cell image analysis method broadly includes an image analysis method 101 and a method 102 for generating a trained model 6 (see Figure 1).
(学習モデルの生成)
本実施形態による学習済みモデル6の生成方法102は、細胞画像10を用いて学習モデル7を学習させることにより、学習済みモデル6を生成する。具体的には、学習済みモデル6は、解析結果として、細胞画像10の画素毎に確率値21を出力するように学習されることにより生成される。図4に示すように、学習済みモデル6の生成方法102は、学習モデル7に教師用細胞画像30を入力するステップ102aと、学習モデル7に対して、教師用正解画像31を出力させることを学習させるステップ102bとを含む。学習済みモデル6は、たとえば、図4に示す畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional neural network;CNN)であるか、畳み込みニューラルネットワークを一部に含む。学習モデル7を学習させることにより生成された学習済みモデル6は、細胞画像解析装置100の記憶部3(図1)に記憶される。
(Generation of learning model)
A method 102 for generating a trained model 6 according to this embodiment generates the trained model 6 by training the training model 7 using a cell image 10. Specifically, the trained model 6 is generated by training the training model 7 to output a probability value 21 for each pixel of the cell image 10 as an analysis result. As shown in FIG. 4 , the method 102 for generating a trained model 6 includes a step 102a of inputting a teacher cell image 30 into the training model 7 and a step 102b of training the training model 7 to output a teacher correct answer image 31. The trained model 6 is, for example, a convolutional neural network (CNN) shown in FIG. 4 or includes a convolutional neural network as part of the CNN. The trained model 6 generated by training the training model 7 is stored in the memory unit 3 ( FIG. 1 ) of the cell image analysis device 100.
本実施形態では、学習済みモデル6は、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかを分類することを学習させることにより作成されている。学習済みモデル6の生成方法102は、細胞画像10である教師用細胞画像30と、細胞画像10に対して、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付すか、または、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された教師用正解画像31とを用いて、学習済みモデル6を生成する。 In this embodiment, the trained model 6 is created by training the cell image 10 to classify at least one of the following: whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 was appropriate, and whether the number of days of culture was appropriate. The method 102 for generating the trained model 6 generates the trained model 6 using a teacher cell image 30, which is the cell image 10, and a teacher correct answer image 31 to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of capture conditions corresponding to the classification, or to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification.
なお、本実施形態では、学習済みモデル6は、第1学習済みモデル6aと、第2学習済みモデル6bと、第3学習済みモデル6cとを含む。第1学習済みモデル6aは、細胞画像10に基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の撮影条件によって撮影された画像のうち、いずれの種類の撮影条件で撮影された画像であるかを分類することを学習した学習済みモデルである。すなわち、第1学習済みモデル6aの生成に用いる教師用細胞画像30は、撮影条件を異ならせた細胞画像10である。 In this embodiment, the trained model 6 includes a first trained model 6a, a second trained model 6b, and a third trained model 6c. The first trained model 6a is a trained model that has learned to classify, based on a cell image 10, under which type of imaging condition a cell 90 depicted in the cell image 10 was captured, among images captured under two or more types of imaging conditions. In other words, the teacher cell images 30 used to generate the first trained model 6a are cell images 10 captured under different imaging conditions.
また、教師用正解画像31は、撮影条件の違いによって異なるラベル値を画素毎に付した画像である。具体的には、教師用正解画像31は、2つ以上の種類の撮影条件のラベル値が画素毎に付された画像である。なお、撮影条件は、細胞画像10(教師用細胞画像30)の焦点が合っているか否かである。したがって、教師用正解画像31は、細胞画像10を撮影する際の焦点が合っているラベル値と、焦点が合っていないラベル値とを、各画素に対して付された画像である。すなわち、教師用正解画像31は、焦点が合っているクラスと、焦点がずれているクラスとの、2つのクラスに分けられた画像である。これにより、撮影条件において、入力された画像の各画素が、2つ以上の種類のうちのいずれであるかを分類することを学習モデル7に学習させることにより、第1学習済みモデル6aを生成する。 The teacher-specific answer image 31 is an image in which different label values are assigned to each pixel depending on the shooting conditions. Specifically, the teacher-specific answer image 31 is an image in which label values for two or more types of shooting conditions are assigned to each pixel. The shooting conditions are whether the cell image 10 (teacher cell image 30) is in focus or not. Therefore, the teacher-specific answer image 31 is an image in which each pixel is assigned a label value indicating that the cell image 10 is in focus and a label value indicating that the cell image 10 is out of focus when photographing it. In other words, the teacher-specific answer image 31 is an image divided into two classes: an in-focus class and an out-of-focus class. This allows the learning model 7 to learn to classify each pixel of the input image into one of two or more types under the shooting conditions, thereby generating the first trained model 6a.
第2学習済みモデル6bおよび第3学習済みモデル6cは、細胞画像10に基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の培養条件で培養された細胞90が写る画像であるかを分類することを学習した学習済みモデルである。具体的には、第2学習済みモデル6bおよび第3学習済みモデル6cを生成する場合には、教師用細胞画像30として、培養条件を異ならせた細胞画像10を用いる。また、教師用正解画像31として、培養条件の違いによって異なるラベル値を画素毎に付した画像を用いる。具体的には、教師用正解画像31は、2つ以上の種類の培養条件のラベル値が画素毎に付された画像である。なお、培養条件は、細胞90を培養する培養容器80(図3参照)のコーティング剤の違い、および、細胞90の培養日数の違いを含む。 The second trained model 6b and the third trained model 6c are trained models that have learned to classify, based on the cell image 10, whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is an image of a cell 90 cultured under two or more types of culture conditions. Specifically, when generating the second trained model 6b and the third trained model 6c, cell images 10 with different culture conditions are used as the teacher cell images 30. Furthermore, an image in which different label values are assigned to each pixel depending on the culture conditions is used as the teacher correct image 31. Specifically, the teacher correct image 31 is an image in which label values for two or more types of culture conditions are assigned to each pixel. Note that the culture conditions include differences in the coating agent of the culture vessel 80 (see Figure 3) in which the cells 90 are cultured and differences in the number of days the cells 90 have been cultured.
すなわち、第2学習済みモデル6bを生成する場合には、細胞90を培養する培養容器80のコーティング剤に関する少なくとも2種類のラベル値が付された教師用正解画像31を用いる。具体的には、第2学習済みモデル6bを生成する場合には、細胞90を培養する培養容器80のコーティング剤がコーティング剤Aであるラベル値と、コーティング剤Aではないラベル値とを各画素に対して付された画像を、教師用正解画像31として用いる。すなわち、教師用正解画像31は、コーティング剤がAのクラスと、コーティング剤がBのクラスとの、2つのクラスに分けられた画像である。 That is, when generating the second trained model 6b, a teacher correct answer image 31 is used that has at least two types of label values associated with the coating agent of the culture vessel 80 in which the cells 90 are cultured. Specifically, when generating the second trained model 6b, an image in which each pixel is assigned a label value indicating that the coating agent of the culture vessel 80 in which the cells 90 are cultured is coating agent A and a label value indicating that the coating agent is not coating agent A is used as the teacher correct answer image 31. That is, the teacher correct answer image 31 is an image divided into two classes: a class in which the coating agent is A and a class in which the coating agent is B.
また、第3学習済みモデル6cを生成する場合には、細胞90の培養日数に関する少なくとも2種類のラベル値が付された教師用正解画像31を用いる。具体的には、第3学習済みモデル6cを生成する場合には、細胞90の培養日数が所定の日数であるラベル値と、培養日数が所定の日数ではないラベル値とが各画素に対して付された画像を、教師用正解画像31として用いる。本実施形態では、所定の培養日数は、たとえば、5日である。すなわち、教師用正解画像31は、培養日数が5日のクラスと、培養日数が5日以外のクラスとの、2つのクラスに分けられた画像である。 Furthermore, when generating the third trained model 6c, a teacher correct answer image 31 is used that is assigned at least two types of label values related to the number of days the cells 90 have been cultured. Specifically, when generating the third trained model 6c, an image in which each pixel is assigned a label value indicating that the number of days the cells 90 have been cultured for a predetermined number of days and a label value indicating that the number of days the cells have been cultured for is not the predetermined number of days is used as the teacher correct answer image 31. In this embodiment, the predetermined number of days of culture is, for example, five days. In other words, the teacher correct answer image 31 is an image divided into two classes: a class for which the number of days the cells have been cultured for five days and a class for which the number of days the cells have been cultured for other than five days.
本実施形態では、学習済みモデル6は、撮影条件、または、培養条件において、2つ以上の種類の分類を行うことにより、細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成される。また、本実施形態では、学習済みモデル6は、同一種類の細胞90について、正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成されている。 In this embodiment, the trained model 6 is created by learning to classify cells 90 into two or more types based on the imaging conditions or culture conditions, thereby determining whether they are suitable for analysis as normal cells or abnormal cells. In this embodiment, the trained model 6 is also created by learning to classify cells 90 of the same type into whether they are suitable for analysis as normal cells or abnormal cells.
(画像解析方法)
本実施形態による画像解析方法101は、画像取得部1が顕微鏡8(図1参照)などから取得した細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれであるかを分類する画像解析方法である。本実施形態による画像解析方法101は、細胞90(図2参照)が写る細胞画像10を取得するステップと、学習済みモデル6に細胞画像10を入力するステップと、学習済みモデル6により出力された細胞画像10の各画素の解析結果に基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値20を取得するステップと、取得した指標値20を表示するステップと、を備える。画像解析方法101の各ステップの詳細な処理については、後述する。
(Image analysis method)
The image analysis method 101 according to this embodiment is an image analysis method for classifying a cell 90 depicted in a cell image 10 acquired by an image acquisition unit 1 from a microscope 8 (see FIG. 1 ) or the like as one of two or more types. The image analysis method 101 according to this embodiment includes the steps of acquiring a cell image 10 depicting a cell 90 (see FIG. 2 ), inputting the cell image 10 to a trained model 6, acquiring an index value 20 representing the likelihood of the cell 90 depicted in the cell image 10 being classified into one of two or more types based on the analysis results of each pixel of the cell image 10 output by the trained model 6, and displaying the acquired index value 20. Detailed processing of each step of the image analysis method 101 will be described later.
本実施形態では、細胞画像10を取得するステップは、画像取得部1によって行われる。画像取得部1は、顕微鏡8(図1参照)などの画像撮影装置から細胞画像10を取得する。また、画像取得部1は、取得した細胞画像10を画像解析部2bに対して出力する。また、画像取得部1は、取得した細胞画像10を、重畳細胞画像生成部2dに対して出力する。 In this embodiment, the step of acquiring a cell image 10 is performed by the image acquisition unit 1. The image acquisition unit 1 acquires the cell image 10 from an image capture device such as a microscope 8 (see Figure 1). The image acquisition unit 1 also outputs the acquired cell image 10 to the image analysis unit 2b. The image acquisition unit 1 also outputs the acquired cell image 10 to the superimposed cell image generation unit 2d.
また、本実施形態では、細胞画像10を解析するステップは、画像解析部2bによって行われる。画像解析部2bは、学習済みモデル6に対して、細胞画像10を入力することにより、指標値20を取得する。具体的には、画像解析部2bは、細胞画像10を第1学習済みモデル6a、第2学習済みモデル6b、および、第3学習済みモデル6cのいずれかに入力することにより、指標値20を取得する。画像解析部2bが第1学習済みモデル6aを用いて解析を行うか、第2学習済みモデル6bを用いて解析を行うか、第3学習済みモデル6cを用いて解析を行うかは、制御部2aによって決定される。また、画像解析部2bは、取得した指標値20を、制御部2aおよび重畳細胞画像生成部2dに出力する。具体的には、画像解析部2bは、指標値20として、確率値21を、制御部2aおよび重畳細胞画像生成部2dに出力する。 In this embodiment, the step of analyzing the cell image 10 is performed by the image analysis unit 2b. The image analysis unit 2b inputs the cell image 10 to the trained model 6 to obtain the index value 20. Specifically, the image analysis unit 2b inputs the cell image 10 to any of the first trained model 6a, the second trained model 6b, and the third trained model 6c to obtain the index value 20. The control unit 2a determines whether the image analysis unit 2b will perform the analysis using the first trained model 6a, the second trained model 6b, or the third trained model 6c. The image analysis unit 2b outputs the obtained index value 20 to the control unit 2a and the superimposed cell image generation unit 2d. Specifically, the image analysis unit 2b outputs a probability value 21 as the index value 20 to the control unit 2a and the superimposed cell image generation unit 2d.
制御部2aは、操作者の操作入力によって、第1学習済みモデル6aによって解析を行うか、第2学習済みモデル6bによって解析を行うか、第3学習済みモデル6cを用いて解析を行うかを判定する。具体的には、制御部2aは、細胞画像10を、どの条件によって解析を行うかの操作入力に基づいて、第1学習済みモデル6aによって解析を行うか、第2学習済みモデル6bによって解析を行うか、第3学習済みモデル6cによって解析を行うかを判定する。 The control unit 2a determines, based on the operator's operational input, whether to perform analysis using the first trained model 6a, the second trained model 6b, or the third trained model 6c. Specifically, the control unit 2a determines, based on the operational input regarding the conditions under which the cell image 10 will be analyzed, whether to perform analysis using the first trained model 6a, the second trained model 6b, or the third trained model 6c.
また、制御部2aは、確率値21に基づいて、確率値21の代表値20aを取得する。本実施形態では、制御部2aは、細胞画像10の画素毎に取得された確率値21に基づいて、1枚の細胞画像10に対して、1つの代表値20aを取得する。本実施形態では、制御部2aは、代表値20aとして、確率値21の平均値を取得するように構成されている。 The control unit 2a also acquires a representative value 20a of the probability values 21 based on the probability values 21. In this embodiment, the control unit 2a acquires one representative value 20a for one cell image 10 based on the probability values 21 acquired for each pixel of the cell image 10. In this embodiment, the control unit 2a is configured to acquire the average value of the probability values 21 as the representative value 20a.
また、制御部2aは、確率値21に基づいて、確率値21の頻度分布22を取得する。また、制御部2aは、取得した代表値20aおよび頻度分布22を表示部4に表示させる。制御部2aが代表値20a、および、頻度分布22を取得する構成の詳細については、後述する。 The control unit 2a also acquires a frequency distribution 22 of the probability value 21 based on the probability value 21. The control unit 2a also causes the acquired representative value 20a and frequency distribution 22 to be displayed on the display unit 4. Details of the configuration by which the control unit 2a acquires the representative value 20a and frequency distribution 22 will be described later.
重畳細胞画像生成部2dは、細胞画像10と、指標値20とに基づいて、重畳細胞画像50を生成する。また、重畳細胞画像生成部2dは、生成した重畳細胞画像50を表示部4に表示させる。 The superimposed cell image generation unit 2d generates a superimposed cell image 50 based on the cell image 10 and the index value 20. The superimposed cell image generation unit 2d also displays the generated superimposed cell image 50 on the display unit 4.
(撮影条件の違いによる細胞画像の違い)
次に、図5を参照して、撮影条件の違いによる細胞画像10の違いについて説明する。本実施形態では、細胞画像10を撮影する際の焦点が合っているか否かを、撮影条件の違いとする。なお、図5(A)~図5(C)に示す細胞画像10a~細胞画像10cは、培養容器80(図3参照)の同一箇所において、焦点位置を変更して撮影したものである。
(Differences in cell images due to differences in imaging conditions)
Next, differences in the cell image 10 due to differences in imaging conditions will be described with reference to Figure 5. In this embodiment, the difference in imaging conditions is whether or not the cell image 10 is in focus when it is captured. Note that cell images 10a to 10c shown in Figures 5(A) to 5(C) were captured at the same location in the culture vessel 80 (see Figure 3) with different focal positions.
図5(A)に示す細胞画像10aは、焦点が合っている細胞画像10である。すなわち、細胞画像10aでは、細胞90のコントラストが高い画像である。言い換えると、細胞画像10aは、細胞90の輪郭線が鮮明な画像である。なお、焦点が合っている画像とは、細胞画像10に写る全ての細胞90に対して焦点が合っているという意味ではなく、細胞画像10の中心部における焦点が合っているという意味である。すなわち、細胞画像10a内に写る細胞90の焦点が均一ではなく、画像の中心から離れるにつれて、焦点のずれ度合いが大きくなる。すなわち、細胞画像10aにおいて、焦点が合っていない細胞90が存在する場合がある。 The cell image 10a shown in Figure 5(A) is an in-focus cell image 10. That is, the cell image 10a is an image in which the contrast of the cells 90 is high. In other words, the cell image 10a is an image in which the outlines of the cells 90 are clear. Note that an in-focus image does not mean that all of the cells 90 depicted in the cell image 10 are in focus, but rather that the center of the cell image 10 is in focus. In other words, the focus of the cells 90 depicted in the cell image 10a is not uniform, and the degree of defocus increases as the cells move away from the center of the image. In other words, there may be out-of-focus cells 90 in the cell image 10a.
図5(B)に示す細胞画像10bは、焦点が合っていない細胞画像10である。すなわち、図5(B)に示す細胞画像10bは、細胞90のコントラストが低い画像である。言い換えると。細胞画像10bは、細胞90の輪郭が不鮮明な画像である。また、細胞画像10bは、焦点が合っていない度合い(焦点ずれの度合い)が、図5(C)に示す細胞画像10cよりも小さい画像である。なお、図5(B)において標記している「焦点ずれ-1」とは、細胞画像10bの焦点のずれの度合いが、図5(C)に示す細胞画像10cよりも小さいことを表している。また、図5(B)に示す細胞画像10bでは、細胞90の輪郭線を破線で図示することにより、焦点がずれていることを示している。また、図5(B)に示す細胞画像10bにおいても、画像内に写る細胞90の焦点が均一ではなく、画像の中心から離れるにつれて、焦点のずれ度合いが大きくなる。 The cell image 10b shown in Figure 5(B) is an out-of-focus cell image 10. That is, the cell image 10b shown in Figure 5(B) is an image in which the contrast of the cell 90 is low. In other words, the cell image 10b is an image in which the outline of the cell 90 is unclear. Furthermore, the cell image 10b is an image in which the degree of out-of-focus (degree of defocus) is smaller than that of the cell image 10c shown in Figure 5(C). Note that the "Defocus -1" marking in Figure 5(B) indicates that the degree of defocus of the cell image 10b is smaller than that of the cell image 10c shown in Figure 5(C). Furthermore, in the cell image 10b shown in Figure 5(B), the outline of the cell 90 is shown with a dashed line to indicate that it is out of focus. Furthermore, in the cell image 10b shown in Figure 5(B), the focus of the cell 90 in the image is not uniform, and the degree of defocus increases as the image moves away from the center of the image.
図5(C)に示す細胞画像10cは、焦点が合っていない細胞画像10である。すなわち、図5(C)に示す細胞画像10cは、細胞90のコントラストが低い画像である。言い換えると、細胞画像10cは、細胞90の輪郭が不鮮明な画像である。また、細胞画像10cは、焦点が合っていない度合い(焦点ずれの度合い)が、細胞画像10bよりも大きい画像である。すなわち、細胞画像10cは、細胞90の輪郭がより不鮮明な画像である。なお、図5(C)において標記している「焦点ずれ-2」とは、細胞画像10cの焦点のずれ度合いが、図5(B)に示す細胞画像10bよりも大きいことを表している。また、図5(C)に示す細胞画像10cでは、細胞90の輪郭線を図示しないことにより、細胞画像10bよりも焦点がずれていることを示している。また、図5(B)に示す細胞画像10bにおいても、画像内に写る細胞90の焦点が均一ではなく、画像の中心から離れるにつれて、焦点のずれ度合いが大きくなる。 The cell image 10c shown in Figure 5(C) is an out-of-focus cell image 10. That is, the cell image 10c shown in Figure 5(C) is an image in which the contrast of the cell 90 is low. In other words, the cell image 10c is an image in which the outline of the cell 90 is unclear. Furthermore, the cell image 10c is an image in which the degree of out-of-focus (degree of defocus) is greater than that of cell image 10b. That is, the outline of the cell 90 is less clear in cell image 10c. Note that the "Defocus -2" label in Figure 5(C) indicates that the degree of defocus of cell image 10c is greater than that of cell image 10b shown in Figure 5(B). Furthermore, the cell image 10c shown in Figure 5(C) does not show the outline of the cell 90, indicating that it is more out-of-focus than cell image 10b. Also in the cell image 10b shown in FIG. 5B, the cells 90 in the image are not uniformly focused, and the degree of defocus increases as the image moves away from the center.
(確率分布画像)
本実施形態では、画像解析部2bは、第1学習済みモデル6aを用いて、細胞画像10a~細胞画像10cに写る細胞90が、2つ以上の種類のいずれであるかを分類する。
(Probability distribution image)
In this embodiment, the image analysis unit 2b uses the first trained model 6a to classify the cells 90 shown in the cell images 10a to 10c into two or more types.
具体的には、画像解析部2bは、第1学習済みモデル6aに対して細胞画像10a~細胞画像10cを入力することにより第1学習済みモデル6aから出力される確率値21に基づいて、確率分布画像12を生成する。 Specifically, the image analysis unit 2b inputs cell images 10a to 10c into the first trained model 6a and generates a probability distribution image 12 based on the probability value 21 output from the first trained model 6a.
図6に示す例では、画像解析部2bは、焦点が合っている細胞画像10aを第1学習済みモデル6aに入力することにより、確率値21を取得する。すなわち、図6に示す例では、画像解析部2bは、細胞画像10aの画素毎に、確率値21を取得する。また、画像解析部2bは、取得した確率値21を画像処理部2cに出力する。図6に示す例では、画像解析部2bは、確率値21として、細胞画像10の各画素の焦点が合っているクラスの推定値を取得する。 In the example shown in FIG. 6, the image analysis unit 2b obtains a probability value 21 by inputting an in-focus cell image 10a into the first trained model 6a. That is, in the example shown in FIG. 6, the image analysis unit 2b obtains a probability value 21 for each pixel of the cell image 10a. The image analysis unit 2b also outputs the obtained probability value 21 to the image processing unit 2c. In the example shown in FIG. 6, the image analysis unit 2b obtains, as the probability value 21, an estimated value of the in-focus class of each pixel of the cell image 10.
図6に示すように、画像処理部2cは、確率値21の分布を示す画像である確率分布画像12を生成する。確率分布画像12は、分類の推定値である確率値21を画素値として分布させた画像である。なお、図6に示す確率分布画像12は、細胞画像10の各画素の焦点が合っているクラスの推定値である確率値21の分布を表した画像である。なお、図6に示す例では、確率値21の違いを、ハッチングの違いにより表している。なお、凡例8に示すように、黒色、濃いハッチング、薄いハッチングの順に、確率値21が大きくなる。また、凡例8に示すように、1つのハッチングが1つの確率値21を示すのではなく、所定の範囲の確率値21ごとに、1つのハッチングを付している。 As shown in FIG. 6, the image processing unit 2c generates a probability distribution image 12, which is an image showing the distribution of probability values 21. The probability distribution image 12 is an image in which probability values 21, which are estimated values of classification, are distributed as pixel values. Note that the probability distribution image 12 shown in FIG. 6 is an image that represents the distribution of probability values 21, which are estimated values of the class in which each pixel of the cell image 10 is in focus. Note that in the example shown in FIG. 6, differences in probability values 21 are represented by differences in hatching. Note that, as shown in legend 8, the probability value 21 increases in the order of black, dark hatching, and light hatching. Also, as shown in legend 8, one hatching does not represent one probability value 21, but rather one hatching is added for each probability value 21 within a predetermined range.
なお、図6には図示していないが、画像解析部2bは、第1学習済みモデル6aに対して細胞画像10を入力することにより、焦点が合っていないクラスの推定値である確率値21の分布を示した確率分布画像12も取得する。 Although not shown in Figure 6, the image analysis unit 2b also obtains a probability distribution image 12 showing the distribution of probability values 21, which are estimated values of the out-of-focus class, by inputting a cell image 10 into the first trained model 6a.
なお、画像処理部2cは、焦点がずれた細胞画像10b(図5参照)および細胞画像10c(図5参照)についても、同様に、焦点が合っているクラスの確率分布画像12、および、焦点が合っていないクラスの確率分布画像12を取得する。 In addition, the image processing unit 2c similarly obtains a probability distribution image 12 of the in-focus class and a probability distribution image 12 of the out-of-focus class for the out-of-focus cell image 10b (see Figure 5) and cell image 10c (see Figure 5).
(重畳細胞画像および撮影条件の違いによる重畳細胞画像の違い)
次に、図7を参照して、重畳細胞画像50(図1参照)、および、撮影条件の違いによる重畳細胞画像50の違いを説明する。重畳細胞画像生成部2dは、細胞画像10と、確率分布画像12とに基づいて、重畳細胞画像50を生成する。具体的には、重畳細胞画像生成部2dは、細胞画像10と、少なくとも2種類のラベル値毎に取得した確率分布画像12とを用いて、重畳細胞画像50を生成する。
(Superimposed cell images and differences in superimposed cell images due to differences in imaging conditions)
Next, the superimposed cell image 50 (see FIG. 1) and the differences in the superimposed cell image 50 due to differences in imaging conditions will be described with reference to FIG. 7. The superimposed cell image generator 2d generates the superimposed cell image 50 based on the cell image 10 and the probability distribution image 12. Specifically, the superimposed cell image generator 2d generates the superimposed cell image 50 using the cell image 10 and the probability distribution image 12 acquired for at least two types of label values.
具体的には、重畳細胞画像生成部2dは、確率分布画像12に基づいて、確率値21の違いを識別可能な標識を細胞画像10に重畳させることにより、重畳細胞画像50を生成する。本実施形態では、重畳細胞画像生成部2dは、2つ以上の種類の分類のラベル値の確率値21を、互いに識別可能な標識を重畳させる。具体的には、重畳細胞画像生成部2dは、2つ以上の種類の撮影条件のラベル値の確率値21を、互いに識別可能な標識を重畳させる。より具体的には、重畳細胞画像生成部2dは、焦点が合っているラベル値の確率値21と、焦点が合っていないラベル値の確率値21とを、互いに識別可能な標識を細胞画像10に重畳させる。たとえば、重畳細胞画像生成部2dは、焦点が合っているラベル値の確率値21に対して、青色の標識51を重畳させる。また、重畳細胞画像生成部2dは、焦点が合っていないラベル値の確率値21に対して、赤色の標識52を重畳させる。図7に示す例では、凡例9に示すように、青色の標識51を、間隔が最も狭いハッチングを付すことにより表している。また、図7に示す例では、凡例9に示すように、赤色の標識52を、間隔が最も広いハッチングを付すことにより表している。Specifically, the superimposed cell image generation unit 2d generates the superimposed cell image 50 by superimposing, on the cell image 10, markers that allow for identification of differences in the probability values 21 based on the probability distribution image 12. In this embodiment, the superimposed cell image generation unit 2d superimposes markers that allow for identification of the probability values 21 of label values for two or more types of classifications. Specifically, the superimposed cell image generation unit 2d superimposes markers that allow for identification of the probability values 21 of label values for two or more types of imaging conditions. More specifically, the superimposed cell image generation unit 2d superimposes markers that allow for identification of the probability values 21 of in-focus label values and the probability values 21 of out-of-focus label values on the cell image 10. For example, the superimposed cell image generation unit 2d superimposes a blue marker 51 on the probability values 21 of in-focus label values. Furthermore, the superimposed cell image generation unit 2d superimposes a red marker 52 on the probability values 21 of out-of-focus label values. In the example shown in Fig. 7, the blue marker 51 is represented by hatching with the narrowest intervals, as shown in legend 9. Also, in the example shown in Fig. 7, the red marker 52 is represented by hatching with the widest intervals, as shown in legend 9.
図7(A)に示す重畳細胞画像50aは、焦点が合っている細胞画像10a(図5(A)参照)に対して、細胞画像10aを第1学習済みモデル6aに入力することによって取得された確率値21の分布を重畳させた画像である。また、図7(B)に示す重畳細胞画像50bは、焦点が合っていない細胞画像10b(図5(B)参照)に対して、細胞画像10bを第1学習済みモデル6aに入力することによって取得された確率値21の分布を重畳させた画像である。また、図7(C)に示す重畳細胞画像50cは、焦点が合っていない細胞画像10c(図5(C)参照)に対して、細胞画像10cを第1学習済みモデル6aに入力することによって取得された確率値21の分布を重畳させた画像である。図7に示す例は、焦点が合っている確率値21に対して青色の標識51を重畳させている。また、焦点が合っていない確率値21に対して、赤色の標識52を重畳させている。したがって、図7に示す例では、焦点が合っている確率値21と、焦点が合っていない確率値21とが混在する領域では、青色と赤色とのグラデーション状の標識53が重畳されたように表示される。なお、図7に示す例では、凡例9に示すように、青色と赤色とのグラデーション状の標識53を、間隔が中程度のハッチングを付すことにより表している。 The superimposed cell image 50a shown in Figure 7(A) is an image in which the distribution of probability values 21 obtained by inputting the in-focus cell image 10a (see Figure 5(A)) into the first trained model 6a is superimposed on the in-focus cell image 10a (see Figure 5(A)). The superimposed cell image 50b shown in Figure 7(B) is an image in which the distribution of probability values 21 obtained by inputting the out-of-focus cell image 10b (see Figure 5(B)) into the first trained model 6a is superimposed on the out-of-focus cell image 10c (see Figure 5(C)). The example shown in Figure 7 shows a blue marker 51 superimposed on the in-focus probability values 21. Furthermore, a red marker 52 is superimposed on the out-of-focus probability value 21. Therefore, in the example shown in Fig. 7, in the area where the in-focus probability value 21 and the out-of-focus probability value 21 coexist, a blue and red gradation marker 53 is displayed as if it were superimposed. Note that in the example shown in Fig. 7, as shown in legend 9, the blue and red gradation marker 53 is represented by hatching with medium intervals.
焦点が合っている重畳細胞画像50aにおいては、焦点が合っている確率値21であることを表す青色の標識51が重畳された領域が多い。また、焦点が最もずれている重畳細胞画像50cにおいては、焦点が合っていない確率値21が高いことを示す赤色の標識52が重畳された領域が多い。また、焦点のずれが重畳細胞画像50cよりも小さい重畳細胞画像50bでは、青色の標識51が重畳された領域が最も多く、青色と赤色とのグラデーション状の標識53が重畳された領域がその次に多い。また、重畳細胞画像50bでは、赤色の標識52が重畳された領域も存在する。In the superimposed cell image 50a, which is in focus, there are many areas where blue markers 51, which indicate an in-focus probability value of 21, are superimposed. In the superimposed cell image 50c, which is the most out-of-focus, there are many areas where red markers 52, which indicate a high out-of-focus probability value of 21, are superimposed. In the superimposed cell image 50b, which is less out-of-focus than the superimposed cell image 50c, there are the most areas where blue markers 51 are superimposed, followed by areas where blue-red gradation markers 53 are superimposed. In the superimposed cell image 50b, there are also areas where red markers 52 are superimposed.
(代表値および撮影条件の違いによる代表値の違い)
本実施形態では、図8に示すように、制御部2aは、確率値21の代表値20aを取得するように構成されている。具体的には、制御部2aは、確率値21の代表値20aの数値データを取得するように構成されている。すなわち、本実施形態では、制御部2aは、細胞画像10aの画素毎に取得される確率値21から、1つの代表値20aを取得するように構成されている。また、本実施形態では、制御部2aは、確率値21の代表値20aとして、細胞領域内における確率値21の代表値20aを取得するように構成されている。なお、細胞領域は、画像処理部2cによって取得される。具体的には、画像処理部2cは、少なくとも2種類のラベル値の確率分布画像12を互いに加算し、加算後の確率分布画像12において、所定の確率値21以上の領域を、細胞領域として取得する。
(Typical values and differences in typical values due to differences in shooting conditions)
In this embodiment, as shown in FIG. 8 , the control unit 2a is configured to acquire a representative value 20a of the probability values 21. Specifically, the control unit 2a is configured to acquire numerical data of the representative value 20a of the probability values 21. That is, in this embodiment, the control unit 2a is configured to acquire one representative value 20a from the probability values 21 acquired for each pixel of the cell image 10a. Also, in this embodiment, the control unit 2a is configured to acquire a representative value 20a of the probability values 21 in a cell region as the representative value 20a of the probability values 21. The cell region is acquired by the image processing unit 2c. Specifically, the image processing unit 2c adds together probability distribution images 12 of at least two types of label values, and acquires, as the cell region, a region in the probability distribution image 12 after addition that has a predetermined probability value 21 or more.
なお、本実施形態では、制御部2aは、2つ以上の種類の撮影条件のうちのいずれかの分類のラベル値の確率値21に基づいて、代表値20aを取得する。具体的には、制御部2aは、焦点が合っているラベル値の確率値21に基づいて、代表値20aを取得する。すなわち、制御部2aは、正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているラベル値の確率値21に基づいて、代表値20aを取得する。 In this embodiment, the control unit 2a acquires the representative value 20a based on the probability value 21 of the label value of one of the classifications of two or more types of imaging conditions. Specifically, the control unit 2a acquires the representative value 20a based on the probability value 21 of the label value that is in focus. In other words, the control unit 2a acquires the representative value 20a based on the probability value 21 of the label value that is suitable for analyzing whether the cell is normal or abnormal.
また、本実施形態では、制御部2aは、グラフ40aに示すように、複数の代表値20aの数値データをまとめて表示するグラフを取得する。グラフ40aは、横軸が細胞画像10毎の焦点のずれを示しており、縦軸が代表値20aを示している。すなわち、グラフ40aにおける横軸「0」は、焦点が合っている細胞画像10aを表している。また、グラフ40aにおける横軸「-1」は、焦点がずれた細胞画像10bを表している。また、グラフ40aにおける横軸「-2」は、焦点がずれた細胞画像10cを表している。グラフ40aに示すように、焦点がずれるにつれて、代表値20aが小さくなる。 In this embodiment, the control unit 2a also acquires a graph that collectively displays the numerical data of multiple representative values 20a, as shown in graph 40a. In graph 40a, the horizontal axis indicates the defocus for each cell image 10, and the vertical axis indicates the representative value 20a. That is, the horizontal axis "0" in graph 40a represents an in-focus cell image 10a. The horizontal axis "-1" in graph 40a represents an out-of-focus cell image 10b. The horizontal axis "-2" in graph 40a represents an out-of-focus cell image 10c. As shown in graph 40a, the representative value 20a decreases as the focus increases.
(頻度分布および撮影条件の違いによる頻度分布の違い)
次に、図9および図10を参照して、制御部2aが取得する頻度分布22(図4参照)、および、撮影条件の違いによる頻度分布22(図4参照)の違いについて説明する。
(Frequency distribution and differences in frequency distribution due to differences in shooting conditions)
Next, the frequency distribution 22 (see FIG. 4) acquired by the control unit 2a and the difference in the frequency distribution 22 (see FIG. 4) due to differences in the shooting conditions will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.
図9に示す頻度分布22aは、焦点が合っている細胞画像10aの確率値21に基づいて取得された頻度分布である。頻度分布22aは、横軸が確率値21であり、縦軸が頻度である。すなわち、頻度分布22aは、細胞画像10a(図5参照)の各画素における確率値21の頻度をグラフ化したものである。また、頻度分布22aにおいて、2つ以上の種類のうちの第1の種類のラベル値の確率値21に対しては、ハッチングを付している。すなわち、頻度分布22aにおいて、焦点が合っているクラスの確率値21に対して、ハッチングを付している。また、頻度分布22aにおいて、2つ以上の種類のうちの、第1の種類とは異なる第2の種類のラベル値の確率値21については、ハッチングを付さず、白色で図示している。すなわち、頻度分布22aにおいて、焦点が合っていないクラスの確率値21を白色で図示している。 The frequency distribution 22a shown in Figure 9 is a frequency distribution obtained based on the probability values 21 of the in-focus cell image 10a. In the frequency distribution 22a, the horizontal axis represents the probability value 21 and the vertical axis represents the frequency. That is, the frequency distribution 22a is a graph of the frequency of the probability values 21 for each pixel of the cell image 10a (see Figure 5). In addition, in the frequency distribution 22a, the probability values 21 of the first type of label value among the two or more types are hatched. That is, in the frequency distribution 22a, the probability values 21 of the in-focus class are hatched. In addition, in the frequency distribution 22a, the probability values 21 of the second type of label value, which is different from the first type among the two or more types, are not hatched and are shown in white. That is, in the frequency distribution 22a, the probability values 21 of the out-of-focus class are shown in white.
図9に示すように、焦点が合っている細胞画像10aの頻度分布22aは、焦点が合っているクラスの確率値21が高い画素の頻度が高いため、頻度分布22aの右側に多くの画素が分布することになる。また、焦点が合っている細胞画像10aの頻度分布22aは、焦点が合っていないクラスの確率値21が低い画素の頻度も高くなるため、頻度分布22aの左側においても、多くの画素が分布する。 As shown in Figure 9, the frequency distribution 22a of the in-focus cell image 10a has a high frequency of pixels with a high probability value 21 of the in-focus class, so many pixels are distributed on the right side of the frequency distribution 22a. Furthermore, the frequency distribution 22a of the in-focus cell image 10a also has a high frequency of pixels with a low probability value 21 of the out-of-focus class, so many pixels are also distributed on the left side of the frequency distribution 22a.
図10に示す頻度分布22bは、焦点がずれている細胞画像10bの確率値21に基づいて取得された頻度分布である。頻度分布22bは、横軸が確率値21であり、縦軸が頻度である。すなわち、頻度分布22bは、細胞画像10b(図5参照)の各画素における確率値21の頻度をグラフ化したものである。また、頻度分布22bにおいても、焦点が合っているクラスの確率値21に対しては、ハッチングを付しており、焦点があっていないクラスの確率値21については、ハッチングを付さず、白色で図示している。 The frequency distribution 22b shown in Figure 10 is a frequency distribution obtained based on the probability values 21 of the out-of-focus cell image 10b. In the frequency distribution 22b, the horizontal axis represents the probability value 21, and the vertical axis represents the frequency. In other words, the frequency distribution 22b is a graph of the frequency of the probability value 21 for each pixel of the cell image 10b (see Figure 5). Also, in the frequency distribution 22b, the probability values 21 of the in-focus class are hatched, and the probability values 21 of the out-of-focus class are not hatched and are shown in white.
図10に示すように、焦点が合っていない細胞画像10bの頻度分布22bは、焦点が合っている細胞画像10aの頻度分布22a(図9参照)と比較して、焦点が合っているクラスの確率値21が高い画素の頻度が低くなり、焦点が合っているクラスの確率値21が低い画素の頻度が高くなるため、焦点が合っているクラスの確率値21が高い画素の分布が、頻度分布22aの右側に偏るのではなく、略全体に分布することになる。また、焦点が合っている細胞画像10aの頻度分布22aは、焦点が合っていないクラスの確率値21が低い画素の頻度が低くなり、焦点が合っていないクラスの確率値21が低い画素の頻度が高くなるため、頻度分布22aの左側に偏るのではなく、略全体に分布する。すなわち、頻度分布22の形状を一見することにより、撮影条件において、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるか否かを容易に把握することができる。As shown in Figure 10, the frequency distribution 22b of the out-of-focus cell image 10b has a lower frequency of pixels with a high probability value 21 for the in-focus class and a higher frequency of pixels with a low probability value 21 for the in-focus class compared to the frequency distribution 22a of the in-focus cell image 10a (see Figure 9). Therefore, the distribution of pixels with a high probability value 21 for the in-focus class is distributed across almost the entire image, rather than being biased to the right of the frequency distribution 22a. Similarly, the frequency distribution 22a of the in-focus cell image 10a has a lower frequency of pixels with a low probability value 21 for the out-of-focus class and a higher frequency of pixels with a low probability value 21 for the out-of-focus class, so that the distribution of pixels with a high probability value 21 for the in-focus class is distributed across almost the entire image, rather than being biased to the left of the frequency distribution 22a. In other words, by simply looking at the shape of the frequency distribution 22, one can easily determine which of two or more types of cells 90 appear in the cell image 10 under the imaging conditions belong to.
(重畳細胞画像、代表値、および、頻度分布の表示)
本実施形態では、制御部2a(図1参照)は、図11に示すように、表示部4において、確率値21(図4参照)の代表値20a(図4参照)の数値データ、および、確率値21の分布を細胞画像10に重畳した重畳細胞画像50を表示する。本実施形態では、制御部2aは、表示部4において、確率値21の代表値20aの数値データ、および、重畳細胞画像50とともに、確率値21の頻度分布22(図4参照)を表示する。なお、図11に示す例では、制御部2aは、重畳細胞画像50として、重畳細胞画像50a~重畳細胞画像50cを表示している。また、図11に示す例では、制御部2aは、代表値20aの数値データとして、グラフ40aを表示している。また、図11に示す例では、制御部2aは頻度分布22として、頻度分布22aを表示している。
(Display of superimposed cell images, representative values, and frequency distribution)
In this embodiment, the control unit 2a (see FIG. 1) displays, on the display unit 4, numerical data of the representative value 20a (see FIG. 4) of the probability value 21 (see FIG. 4), and a superimposed cell image 50 in which the distribution of the probability value 21 is superimposed on the cell image 10, as shown in FIG. 11 . In this embodiment, the control unit 2a displays, on the display unit 4, the frequency distribution 22 of the probability value 21 (see FIG. 4), along with the numerical data of the representative value 20a of the probability value 21 and the superimposed cell image 50. In the example shown in FIG. 11 , the control unit 2a displays superimposed cell images 50a to 50c as the superimposed cell image 50. In addition, in the example shown in FIG. 11 , the control unit 2a displays a graph 40a as the numerical data of the representative value 20a. In addition, in the example shown in FIG. 11 , the control unit 2a displays a frequency distribution 22a as the frequency distribution 22.
(コーティング剤の違いによる重畳細胞画像の違い)
次に、図12を参照して、コーティング剤の違いによる重畳細胞画像50(図1参照)の違いについて説明する。図12(A)に示す重畳細胞画像50dは、細胞画像10を第2学習済みモデル6bによって解析した指標値20に基づいて生成された確率分布画像12と、細胞画像10とに基づいて生成された画像である。具体的には、重畳細胞画像50dは、培養容器80の底面80aに対して、コーティング剤Aが塗布された培養容器80によって培養された細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。なお、重畳細胞画像50dを生成する構成は、第1学習済みモデル6aの代わりに第2学習済みモデル6bを用いる点以外は、第1学習済みモデル6aによって重畳細胞画像50a~重畳細胞画像50cを生成する構成と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
(Differences in superimposed cell images due to differences in coating agents)
Next, with reference to FIG. 12 , differences in the superimposed cell image 50 (see FIG. 1 ) due to different coating agents will be described. The superimposed cell image 50d shown in FIG. 12(A) is an image generated based on the cell image 10 and a probability distribution image 12 generated based on the index value 20 obtained by analyzing the cell image 10 using the second trained model 6b. Specifically, the superimposed cell image 50d is an image generated based on the cell image 10, which is an image of a cell 90 cultured in a culture vessel 80 whose bottom surface 80a is coated with coating agent A. Note that the configuration for generating the superimposed cell image 50d is similar to the configuration for generating the superimposed cell images 50a to 50c using the first trained model 6a, except that the second trained model 6b is used instead of the first trained model 6a, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
また、図12(B)に示す重畳細胞画像50eは、細胞画像10を第2学習済みモデル6bによって解析した指標値20に基づいて生成された確率分布画像12と、細胞画像10とに基づいて生成された画像である。具体的には、重畳細胞画像50eは、培養容器80の底面80aに対して、コーティング剤Bが塗布された培養容器80によって培養された細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。本実施形態では、第2学習済みモデル6bは、培養容器80の底面80aに対して塗布されたコーティング剤が、コーティング剤Aである確率を、確率値21として出力することを学習させることにより生成される。したがって、図12(A)に示す重畳細胞画像50dでは、青色の標識51が重畳された領域(間隔が最も狭いハッチングが付された領域)が多い。また、図12(B)に示す重畳細胞画像50eでは、赤色の標識52が重畳された領域(間隔が最も広いハッチングが付された領域)が多い。 The superimposed cell image 50e shown in FIG. 12(B) is an image generated based on the cell image 10 and a probability distribution image 12 generated based on index values 20 obtained by analyzing the cell image 10 using the second trained model 6b. Specifically, the superimposed cell image 50e is an image generated based on a cell image 10 captured by photographing a cell 90 cultured in a culture vessel 80 in which coating agent B has been applied to the bottom surface 80a of the culture vessel 80. In this embodiment, the second trained model 6b is generated by training the model to output the probability that the coating agent applied to the bottom surface 80a of the culture vessel 80 is coating agent A as a probability value 21. Therefore, the superimposed cell image 50d shown in FIG. 12(A) has many areas in which blue markers 51 are superimposed (areas with narrowest hatching). The superimposed cell image 50e shown in FIG. 12(B) has many areas in which red markers 52 are superimposed (areas with widest hatching).
(コーティング剤の違いによる代表値の違い)
制御部2aは、第2学習済みモデル6bによって出力された確率値21に基づいて、細胞画像10毎に、代表値20aを取得する。また、制御部2aは、図13に示すグラフ40bのように、複数の代表値20aをまとめて表示するグラフを取得する。グラフ40bは、コーティング剤の違いによる代表値20aの違いを示すグラフである。グラフ40bは、横軸がコーティング剤の種類であり、縦軸が代表値20aである。なお、制御部2aがグラフ40bを生成する構成は、第1学習済みモデル6aが出力した確率値21の代わりに、第2学習済みモデル6bが出力した確率値21を用いる点以外は、グラフ40aを生成する構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
(Representative values vary depending on the coating agent)
The control unit 2a acquires a representative value 20a for each cell image 10 based on the probability value 21 output by the second trained model 6b. The control unit 2a also acquires a graph that collectively displays multiple representative values 20a, such as graph 40b shown in FIG. 13 . Graph 40b is a graph showing differences in representative values 20a due to different coating agents. In graph 40b, the horizontal axis represents the type of coating agent, and the vertical axis represents the representative value 20a. Note that the configuration by which the control unit 2a generates graph 40b is similar to the configuration by which the control unit 2a generates graph 40a, except that the probability value 21 output by the second trained model 6b is used instead of the probability value 21 output by the first trained model 6a, and therefore detailed description thereof will be omitted.
グラフ40bに示すように、コーティング剤Aが塗布された培養容器80で培養された細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aの方が、コーティング剤Bが塗布された培養容器80で培養された細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aよりも大きいことがわかる。 As shown in graph 40b, the representative value 20a of the cell image 10 taken of the cells 90 cultured in the culture vessel 80 coated with coating agent A is larger than the representative value 20a of the cell image 10 taken of the cells 90 cultured in the culture vessel 80 coated with coating agent B.
(培養日数の違いによる重畳細胞画像の違い)
次に、図14を参照して、培養日数の違いによる重畳細胞画像50(図1参照)の違いについて説明する。図14(A)に示す重畳細胞画像50fは、培養日数が5日の細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。具体的には、重畳細胞画像50fは、細胞画像10aを第3学習済みモデル6cによって解析した指標値20に基づいて生成された確率分布画像12と、細胞画像10とに基づいて生成された画像である。なお、重畳細胞画像50fを生成する構成は、第1学習済みモデル6aの代わりに第3学習済みモデル6cを用いる点以外は、第1学習済みモデル6aによって重畳細胞画像50a~重畳細胞画像50cを生成する構成と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
(Differences in superimposed cell images due to differences in culture days)
Next, with reference to FIG. 14 , differences in the superimposed cell image 50 (see FIG. 1 ) due to differences in the number of days of culture will be described. The superimposed cell image 50f shown in FIG. 14(A) is an image generated based on a cell image 10 captured from a cell 90 that has been cultured for five days. Specifically, the superimposed cell image 50f is an image generated based on the cell image 10 and a probability distribution image 12 generated based on an index value 20 obtained by analyzing the cell image 10a using the third trained model 6c. Note that the configuration for generating the superimposed cell image 50f is similar to the configuration for generating the superimposed cell images 50a to 50c using the first trained model 6a, except that the third trained model 6c is used instead of the first trained model 6a, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
また、図14(B)に示す重畳細胞画像50gは、培養日数が4日の細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。また、図14(C)に示す重畳細胞画像50hは、培養日数が6日の細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。また、図14(D)に示す重畳細胞画像50iは、培養日数が7日の細胞90を撮影した細胞画像10に基づいて生成された画像である。 Moreover, the superimposed cell image 50g shown in Figure 14(B) is an image generated based on the cell image 10 obtained by photographing a cell 90 that has been in culture for four days. Furthermore, the superimposed cell image 50h shown in Figure 14(C) is an image generated based on the cell image 10 obtained by photographing a cell 90 that has been in culture for six days. Furthermore, the superimposed cell image 50i shown in Figure 14(D) is an image generated based on the cell image 10 obtained by photographing a cell 90 that has been in culture for seven days.
第3学習済みモデル6cは、培養日数が5日であるか否かの確率値21を出力することを学習させることにより生成される。したがって、図14(A)に示す重畳細胞画像50fでは、青色の標識51が重畳された領域(間隔が最も狭いハッチングが付された領域)が多い。また、図14(B)に示す重畳細胞画像50gでは、図14(A)に示す重畳細胞画像50gと比較した場合、赤色の標識52が重畳された領域(間隔が最も広いハッチングが付された領域)が増加する。また、図14(C)および図14(D)に示すように、培養日数が増加するにつれて、赤色の標識52が重畳された領域画像化するとともに、青色と赤色とのグラデーション状の標識53が重畳された領域(中程度の間隔のハッチングが付された領域)が増加する。 The third trained model 6c is generated by training the model to output a probability value 21 indicating whether the number of culture days is 5 days or not. Therefore, in the superimposed cell image 50f shown in FIG. 14(A), there are many areas where blue markers 51 are superimposed (areas with narrowest hatching). Furthermore, in the superimposed cell image 50g shown in FIG. 14(B), compared to the superimposed cell image 50g shown in FIG. 14(A), there are more areas where red markers 52 are superimposed (areas with widest hatching). Furthermore, as shown in FIGS. 14(C) and 14(D), as the number of culture days increases, the area where red markers 52 are superimposed becomes more prominent, and the area where blue-red gradation markers 53 are superimposed (areas with medium-spaced hatching) increases.
(培養日数の違いによる代表値の違い)
制御部2aは、第3学習済みモデル6cによって出力された確率値21に基づいて、細胞画像10毎に、代表値20aを取得する。また、制御部2aは、図15に示すグラフ40cのように、複数の代表値20aをまとめて表示するグラフを取得する。グラフ40cは、培養日数の違いによる代表値20aの違いを示すグラフである。グラフ40cは、横軸が培養日数であり、縦軸が代表値20aである。なお、制御部2aがグラフ40cを生成する構成は、第1学習済みモデル6aが出力した確率値21の代わりに、第3学習済みモデル6cが出力した確率値21を用いる点以外は、グラフ40aを生成する構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
(Representative values vary depending on the number of days cultured)
The control unit 2a acquires a representative value 20a for each cell image 10 based on the probability value 21 output by the third trained model 6c. The control unit 2a also acquires a graph that collectively displays multiple representative values 20a, such as graph 40c shown in FIG. 15. Graph 40c is a graph that shows differences in representative values 20a due to differences in the number of culture days. In graph 40c, the horizontal axis represents the number of culture days, and the vertical axis represents the representative value 20a. Note that the configuration by which the control unit 2a generates graph 40c is similar to the configuration by which the control unit 2a generates graph 40a, except that the probability value 21 output by the third trained model 6c is used instead of the probability value 21 output by the first trained model 6a, and therefore detailed description thereof will be omitted.
グラフ40cに示すように、培養日数が5日の細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aが最も高い。また、培養日数が5日以外の細胞90撮影した細胞画像10の代表値20aは、培養日数が5日の細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aよりも小さいことがわかる。また、培養日数が4日の細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aと、培養日数が6日の細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aとを比較した場合、培養日数が6日の細胞90を撮影した細胞画像10の代表値20aの方が高いことがわかる。As shown in graph 40c, the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for five days is the highest. It can also be seen that the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for other than five days is smaller than the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for five days. Furthermore, when comparing the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for four days with the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for six days, it can be seen that the representative value 20a of the cell image 10 taken of cells 90 that have been in culture for six days is higher.
(代表値の閾値処理)
本実施形態では、図11に示すように、表示部4において、複数の重畳細胞画像50と、代表値20aの数値データ(グラフ)と、頻度分布22aとが表示される。そのため、操作者は、表示部4に表示された複数の重畳細胞画像50と、代表値20aの数値データ(グラフ)と、頻度分布22aとに基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかを判定することができる。すなわち、操作者は、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の撮影条件、または、2つ以上の種類の培養条件のうち、正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適した分類を判定することができる。したがって、操作者は、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを判定することができる。その際、代表値20aの数値データに基づいて、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かの閾値を設定することが可能となる。そこで、本実施形態では、制御部2aは、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定するように構成されている。具体的には、制御部2aは、確率値21の代表値20aが、操作者によって設定された閾値よりも大きいか否かを判定することにより、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを判定する。たとえば、制御部2aは、代表値20aが50%よりも大きい場合に、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適していると判定する。また、たとえば、制御部2aは、代表値20aが50%未満の場合に、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適していないと判定する。
(Threshold processing of representative values)
In this embodiment, as shown in FIG. 11 , the display unit 4 displays multiple superimposed cell images 50, numerical data (graph) of the representative values 20a, and a frequency distribution 22a. Therefore, the operator can determine which of two or more types of classifications the cell 90 depicted in the cell image 10 belongs to based on the multiple superimposed cell images 50, the numerical data (graph) of the representative values 20a, and the frequency distribution 22a displayed on the display unit 4. That is, the operator can determine the classification of the cell 90 depicted in the cell image 10 that is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell under two or more types of imaging conditions or two or more types of culture conditions. Therefore, the operator can determine whether the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. In this case, it is possible to set a threshold for determining whether the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell based on the numerical data of the representative values 20a. Therefore, in this embodiment, the control unit 2a is configured to determine whether the index value 20 is greater than a threshold value. Specifically, the control unit 2a determines whether the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell by determining whether the representative value 20a of the probability values 21 is greater than a threshold value set by the operator. For example, if the representative value 20a is greater than 50%, the control unit 2a determines that the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. Furthermore, for example, if the representative value 20a is less than 50%, the control unit 2a determines that the cell image 10 is not suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell.
(重畳細胞画像、代表値、および、頻度分布の表示処理)
次に、図16を参照して、細胞画像解析装置100が、重畳細胞画像50、代表値20a、および、頻度分布22を表示する処理について説明する。
(Display processing of superimposed cell images, representative values, and frequency distribution)
Next, with reference to FIG. 16, a process in which the cell-image analyzing device 100 displays the superimposed cell image 50, the representative value 20a, and the frequency distribution 22 will be described.
ステップ200において、画像取得部1は、細胞90が写る細胞画像10を取得する。 In step 200, the image acquisition unit 1 acquires a cell image 10 containing a cell 90.
ステップ201において、画像解析部2bは、細胞90を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデル6に細胞画像10を入力する。 In step 201, the image analysis unit 2b inputs a cell image 10 into a trained model 6 that has been trained to classify cells 90 into two or more types.
ステップ202において、画像処理部2cは、細胞画像10に写る細胞90の領域である細胞領域を取得する。本実施形態では、画像処理部2cは、確率分布画像12(図6参照)に基づいて、細胞領域を取得する。 In step 202, the image processing unit 2c acquires a cell area, which is the area of the cell 90 depicted in the cell image 10. In this embodiment, the image processing unit 2c acquires the cell area based on the probability distribution image 12 (see Figure 6).
ステップ203において、制御部2aは、学習済みモデル6により出力された細胞画像10の各画素の解析結果に基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値20を取得する。本実施形態では、ステップ203の処理において、制御部2aは、学習済みモデル6によって出力された確率値21に基づいて取得される確率値21の代表値20aを、指標値20として取得する。具体的には、制御部2aは、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかの指標値20を取得する。また、本実施形態では、ステップ203の処理において、制御部2aは、確率値21に基づいて、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適している確度を表す値を、指標値20として取得する。In step 203, the control unit 2a acquires an index value 20 representing the degree of certainty that the cell 90 depicted in the cell image 10 is classified into one of two or more types based on the analysis results of each pixel of the cell image 10 output by the trained model 6. In this embodiment, in the processing of step 203, the control unit 2a acquires, as the index value 20, a representative value 20a of the probability value 21 acquired based on the probability value 21 output by the trained model 6. Specifically, the control unit 2a acquires at least one index value 20 representing whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate. Also, in the processing of step 203, the control unit 2a acquires, as the index value 20, a value representing the degree of certainty that the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell, based on the probability value 21.
また、本実施形態では、ステップ203の処理において、制御部2aは、確率値21の代表値20aとして、細胞領域内における確率値21の代表値20aを取得する。具体的には、制御部2aは、代表値20aとして、確率値21の平均値を取得する。 Furthermore, in this embodiment, in the processing of step 203, the control unit 2a acquires a representative value 20a of the probability values 21 within the cell region as a representative value 20a of the probability values 21. Specifically, the control unit 2a acquires the average value of the probability values 21 as the representative value 20a.
ステップ204において、制御部2aは、頻度分布22を取得する。具体的には、制御部2aは、学習済みモデル6が出力した確率値21に基づいて、頻度分布22を取得する。 In step 204, the control unit 2a acquires the frequency distribution 22. Specifically, the control unit 2a acquires the frequency distribution 22 based on the probability value 21 output by the trained model 6.
ステップ205において、重畳細胞画像生成部2dは、重畳細胞画像50を生成する。具体的には、重畳細胞画像生成部2dは、細胞画像10と、確率値21に基づいて取得された確率分布画像12(図6参照)とに基づいて、重畳細胞画像50を生成する。 In step 205, the superimposed cell image generation unit 2d generates the superimposed cell image 50. Specifically, the superimposed cell image generation unit 2d generates the superimposed cell image 50 based on the cell image 10 and the probability distribution image 12 (see Figure 6) obtained based on the probability value 21.
ステップ206において、制御部2aは、取得した指標値20を表示する。本実施形態では、ステップ206の処理において、制御部2aは、確率値21の代表値20aの数値データ、および、確率値21の分布を細胞画像10に重畳した重畳細胞画像50を表示する。なお、本実施形態では、制御部2aは、確率値21の代表値20aの数値データ、および、重畳細胞画像50とともに、確率値21の頻度分布22を表示する。その後、処理は、終了する。 In step 206, the control unit 2a displays the acquired index value 20. In this embodiment, in the processing of step 206, the control unit 2a displays the numerical data of the representative value 20a of the probability value 21 and a superimposed cell image 50 in which the distribution of the probability value 21 is superimposed on the cell image 10. In this embodiment, the control unit 2a displays the frequency distribution 22 of the probability value 21 together with the numerical data of the representative value 20a of the probability value 21 and the superimposed cell image 50. The processing then ends.
なお、ステップ204の処理と、ステップ205の処理とは、どちらが先に行われてもよい。 Note that either the processing of step 204 or the processing of step 205 may be performed first.
(学習済みモデルの生成処理)
次に図17を参照して、学習済みモデル6の生成処理について説明する。
(Processing for generating trained models)
Next, the generation process of the trained model 6 will be described with reference to FIG. 17 .
ステップ300において、画像取得部1は、教師用細胞画像30を取得する。教師用細胞画像30は、細胞画像10である。 In step 300, the image acquisition unit 1 acquires a teacher cell image 30. The teacher cell image 30 is a cell image 10.
ステップ301において、画像取得部1は、教師用正解画像31を取得する。教師用正解画像31は、細胞画像10に対して、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付すか、または、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付されたラベル画像である。 In step 301, the image acquisition unit 1 acquires a teacher-use correct answer image 31. The teacher-use correct answer image 31 is a labeled image to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of shooting conditions corresponding to the classification, or to which label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification are assigned.
本実施形態では、第1学習済みモデル6aを生成する場合には、ステップ301の処理において、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値が付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。具体的には、撮影条件に関するラベル値として、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているラベル値と、焦点がずれているラベル値とが画素毎に付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。なお、焦点がずれているラベル値は、焦点ずれの程度によって、複数のラベル値が含まれる。本実施形態では、焦点がずれているラベル値は、2つのラベル値を含む。 In this embodiment, when generating the first trained model 6a, in the processing of step 301, a cell image 10 to which label values for at least two types of imaging conditions corresponding to the classification are assigned is acquired as the teacher's correct answer image 31. Specifically, a cell image 10 to which, as label values related to the imaging conditions, a focused label value and an out-of-focus label value when the cell image 10 was captured are assigned for each pixel is acquired as the teacher's correct answer image 31. Note that the out-of-focus label value includes multiple label values depending on the degree of out-of-focus. In this embodiment, the out-of-focus label value includes two label values.
また、第2学習済みモデル6bを生成する場合には、ステップ301の処理において、画像取得部1は、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。具体的には、画像取得部1は、細胞90を培養する培養容器80のコーティング剤に関する少なくとも2種類のラベル値が付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。本実施形態では、画像取得部1は、コーティング剤に関するラベル値として、コーティング剤Aのラベル値と、コーティング剤Bのラベル値との、2つのラベル値が画素毎に付された教師用正解画像31を取得する。 Furthermore, when generating the second trained model 6b, in the processing of step 301, the image acquisition unit 1 acquires, as the teacher correct answer image 31, a cell image 10 to which label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification have been assigned. Specifically, the image acquisition unit 1 acquires, as the teacher correct answer image 31, a cell image 10 to which at least two types of label values for the coating agent of the culture vessel 80 in which the cells 90 are cultured have been assigned. In this embodiment, the image acquisition unit 1 acquires the teacher correct answer image 31 to which two label values, a label value for coating agent A and a label value for coating agent B, have been assigned for each pixel as label values for the coating agent.
また、第3学習済みモデル6cを生成する場合には、ステップ301の処理において、画像取得部1は、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。具体的には画像取得部1は、細胞90の培養日数に関する少なくとも2種類のラベル値を付された細胞画像10を、教師用正解画像31として取得する。本実施形態では、画像取得部1は、培養日数に関するラベル値として、培養日数が5日であるラベル値と、培養日数が5日以外のラベル値とが画素毎に付された教師用正解画像31を取得する。 Furthermore, when generating the third trained model 6c, in the processing of step 301, the image acquisition unit 1 acquires, as the teacher correct answer image 31, a cell image 10 to which label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification have been assigned. Specifically, the image acquisition unit 1 acquires, as the teacher correct answer image 31, a cell image 10 to which at least two types of label values for the number of days the cells 90 have been cultured have been assigned. In this embodiment, the image acquisition unit 1 acquires the teacher correct answer image 31 in which, as label values for the number of days of culture, a label value indicating that the number of days is 5 days and a label value indicating that the number of days is other than 5 days are assigned to each pixel.
ステップ302において、画像処理部2cは、細胞画像10である教師用細胞画像30と、細胞画像10に対して、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付すか、または、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された教師用正解画像31とを用いて、学習済みモデル6を作成する。 In step 302, the image processing unit 2c creates a trained model 6 using a teacher cell image 30, which is a cell image 10, and a teacher correct answer image 31 to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of shooting conditions corresponding to the classification, or to which label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification have been assigned.
本実施形態では、ステップ302の処理において画像処理部2cは、撮影条件に関するラベル値として、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否かの2種類のラベル値を付すか、または、培養条件に関するラベル値として、細胞90を培養する培養容器80のコーティング剤、および、培養日数のいずれかに関する少なくとも2種類のラベル値を付された教師用正解画像31を用いて、学習済みモデル6を作成する。その後、処理は、終了する。In this embodiment, in the processing of step 302, the image processing unit 2c creates a trained model 6 using a training correct answer image 31 to which at least two label values related to either the imaging conditions, i.e., whether or not the cell image 10 was in focus when it was captured, or the culture conditions, i.e., the coating agent of the culture vessel 80 in which the cells 90 are cultured, and the number of days of culture, have been assigned as label values related to the imaging conditions. The processing then ends.
(細胞画像の分類処理)
次に、図18を参照して、細胞画像解析装置100が、細胞画像10を分類する処理について説明する。
(Classification of cell images)
Next, the process of classifying the cell image 10 by the cell-image analyzing device 100 will be described with reference to FIG.
ステップ400において、制御部2aは、指標値20を取得する。本実施形態では、制御部2aは、画像解析部2bが、細胞画像10および学習済みモデル6を用いて取得した指標値20を取得する。 In step 400, the control unit 2a acquires the index value 20. In this embodiment, the control unit 2a acquires the index value 20 acquired by the image analysis unit 2b using the cell image 10 and the trained model 6.
ステップ401において、制御部2aは、閾値を取得する。具体的には、制御部2aは、操作者によって予め設定され、記憶部3に記憶された閾値を取得する。In step 401, the control unit 2a acquires a threshold value. Specifically, the control unit 2a acquires a threshold value that has been set in advance by the operator and stored in the memory unit 3.
ステップ402において、制御部2aは、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定する。すなわち、制御部2aは、細胞画像10毎に、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定する。指標値20が閾値よりも大きい場合、処理は、ステップ403へ進む。指標値20が閾値よりも小さい場合、処理は、ステップ404へ進む。 In step 402, the control unit 2a determines whether the index value 20 is greater than the threshold value. That is, the control unit 2a determines, for each cell image 10, whether the index value 20 is greater than the threshold value. If the index value 20 is greater than the threshold value, the process proceeds to step 403. If the index value 20 is less than the threshold value, the process proceeds to step 404.
ステップ403において、制御部2aは、細胞画像10を、細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適している画像に分類する。また、制御部2aは、細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適している画像に分類した細胞画像10を記憶部3に記憶する。その後、処理は、終了する。In step 403, the control unit 2a classifies the cell image 10 into an image suitable for analyzing whether the cell 90 is a normal cell or an abnormal cell. The control unit 2a also stores the cell image 10 classified into an image suitable for analyzing whether the cell 90 is a normal cell or an abnormal cell in the memory unit 3. The processing then ends.
また、処理が、ステップ402からステップ404へ進んだ場合、ステップ404において、制御部2aは、細胞画像10を、細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適していない画像に分類する。この場合、制御部2aは、細胞画像10を記憶部3に記憶しない。その後、処理は、終了する。 Also, if the process proceeds from step 402 to step 404, in step 404 the control unit 2a classifies the cell image 10 as an image that is not suitable for analyzing whether the cell 90 is a normal cell or an abnormal cell. In this case, the control unit 2a does not store the cell image 10 in the memory unit 3. The process then ends.
(本実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of this embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、細胞画像解析方法は、細胞90が写る細胞画像10を取得するステップと、細胞90を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデル6に細胞画像10を入力するステップと、学習済みモデル6により出力された細胞画像10の各画素の解析結果に基づいて、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類のうちのいずれの種類であるかの確度を表す指標値20を取得するステップと、取得した指標値20を表示するステップと、を備える。 In this embodiment, as described above, the cell image analysis method includes the steps of acquiring a cell image 10 containing a cell 90, inputting the cell image 10 into a trained model 6 that has been trained to classify the cell 90 into two or more types, acquiring an index value 20 that indicates the likelihood that the cell 90 shown in the cell image 10 is one of the two or more types based on the analysis results of each pixel of the cell image 10 output by the trained model 6, and displaying the acquired index value 20.
これにより、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の分類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値20が表示されるので、操作者は、指標値20を確認することにより、細胞画像10に写る細胞90の分類の確度を容易に把握することができる。その結果、細胞画像10に写る細胞90の分類の確度を容易に把握することが可能な細胞画像解析方法を提供することができる。 This displays an index value 20 that indicates the accuracy of which of two or more classifications the cell 90 depicted in the cell image 10 belongs to, allowing the operator to easily grasp the accuracy of the classification of the cell 90 depicted in the cell image 10 by checking the index value 20. As a result, a cell image analysis method can be provided that makes it possible to easily grasp the accuracy of the classification of the cell 90 depicted in the cell image 10.
また、上記実施形態では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。 In addition, in the above embodiment, the following additional effects are obtained by configuring as follows:
すなわち、本実施形態では、上記のように、学習済みモデル6は、解析結果として、分類の推定値である確率値21を出力するように学習されており、指標値20を取得するステップにおいて、学習済みモデル6によって出力された確率値21に基づいて取得される確率値21の代表値20aを、指標値20として取得する。これにより、細胞画像10の画素毎の確率値21を表示する構成とは異なり、細胞画像10に写る細胞90の分類の確度を、確率値21の代表値20aによって、細胞画像10毎に容易に把握することができる。 In other words, in this embodiment, as described above, the trained model 6 is trained to output probability values 21, which are estimated values of classification, as analysis results, and in the step of acquiring index values 20, a representative value 20a of the probability values 21 acquired based on the probability values 21 output by the trained model 6 is acquired as the index value 20. As a result, unlike a configuration in which the probability value 21 is displayed for each pixel of the cell image 10, the accuracy of classification of the cell 90 depicted in the cell image 10 can be easily grasped for each cell image 10 by the representative value 20a of the probability value 21.
また、本実施形態では、上記のように、細胞画像10は、培養容器80において培養された培養細胞90を含む画像であり、学習済みモデル6は、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかを分類することを学習させることにより作成されており、指標値20を取得するステップにおいて、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかの指標値20を取得する。これにより、操作者は、指標値20を確認することによって、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かの少なくともいずれかを容易に把握することができる。 In addition, in this embodiment, as described above, the cell image 10 is an image containing cultured cells 90 cultured in a culture vessel 80, and the trained model 6 is created by training the model to classify at least one of the following: whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate. In the step of acquiring the index value 20, at least one of the index values 20 is acquired: whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate. This allows the operator to easily determine at least one of the following by checking the index value 20: whether the cell image 10 was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate.
また、本実施形態では、上記のように、学習済みモデル6は、細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成されており、指標値20を取得するステップにおいて、確率値21に基づいて、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適している確度を表す値を、指標値20として取得する。これにより、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適している確度を表す指標値20が表示されるので、操作者は、指標値20を確認することにより、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを容易に把握することができる。その結果、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを容易に把握することが可能な細胞画像解析方法を提供することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the trained model 6 is created by learning to classify whether a cell 90 is suitable for analyzing whether it is a normal cell or an abnormal cell. In the step of acquiring the index value 20, a value representing the degree of certainty that the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell is acquired as the index value 20 based on the probability value 21. This displays the index value 20 representing the degree of certainty that the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. Therefore, by checking the index value 20, the operator can easily determine whether the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. As a result, a cell image analysis method can be provided that makes it possible to easily determine whether the cell image 10 is suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell.
また、本実施形態では、上記のように、学習済みモデル6は、同一種類の細胞90について、正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成されている。これにより、学習済みモデル6を用いて細胞画像10を解析することにより、同一種類の細胞90に対して、正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適した画像を分類することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the trained model 6 is created by learning to classify cells 90 of the same type as to whether they are suitable for analysis as normal cells or abnormal cells. As a result, by analyzing cell images 10 using the trained model 6, it is possible to classify images of cells 90 of the same type as to whether they are suitable for analysis as normal cells or abnormal cells.
また、本実施形態では、上記のように、細胞画像10に写る細胞90の領域である細胞領域を取得するステップをさらに備え、確率値21の代表値20aを取得するステップにおいて、確率値21の代表値20aとして、細胞領域内における確率値21の代表値20aを取得する。これにより、細胞画像10の全体の画素の確率値21に基づいて代表値20aを取得する構成と比較して、処理負荷が増加することを抑制することができる。 In addition, as described above, this embodiment further includes a step of acquiring a cell region, which is the region of the cell 90 depicted in the cell image 10, and in the step of acquiring a representative value 20a of the probability values 21, a representative value 20a of the probability values 21 within the cell region is acquired as the representative value 20a of the probability values 21. This makes it possible to suppress an increase in processing load compared to a configuration in which a representative value 20a is acquired based on the probability values 21 of all pixels in the cell image 10.
また、本実施形態では、上記のように、確率値21の代表値20aを表示するステップにおいて、確率値21の代表値20aの数値データ、および、確率値21の分布を細胞画像10に重畳した重畳細胞画像50を表示する。これにより、確率値21の代表値20aが表示されるので、確率値21の代表値20aの数値データによって、細胞画像10に写る細胞90の分類の確度を、細胞画像10毎に容易に把握することができる。また、重畳細胞画像50が表示されるので、重畳細胞画像50により、細胞画像10に写る細胞90の各々について、分類の確度を把握することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, in the step of displaying the representative values 20a of the probability values 21, the numerical data of the representative values 20a of the probability values 21 and the superimposed cell image 50 in which the distribution of the probability values 21 is superimposed on the cell image 10 are displayed. As a result, the representative values 20a of the probability values 21 are displayed, and the numerical data of the representative values 20a of the probability values 21 makes it possible to easily grasp the accuracy of classification of the cells 90 depicted in the cell image 10 for each cell image 10. Furthermore, as the superimposed cell image 50 is displayed, the accuracy of classification for each of the cells 90 depicted in the cell image 10 can be grasped from the superimposed cell image 50.
また、本実施形態では、上記のように、確率値21の代表値20aを表示するステップにおいて、確率値21の代表値20aの数値データ、および、重畳細胞画像50とともに、確率値21の頻度分布22を表示する。これにより、確率値21の代表値20aの数値データ、および、重畳細胞画像50とともに、頻度分布22を確認することにより、細胞画像10に写る細胞90の分類の確度を、細胞画像10毎に多面的に把握することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, in the step of displaying the representative value 20a of the probability value 21, the frequency distribution 22 of the probability value 21 is displayed together with the numerical data of the representative value 20a of the probability value 21 and the superimposed cell image 50. As a result, by checking the frequency distribution 22 together with the numerical data of the representative value 20a of the probability value 21 and the superimposed cell image 50, the accuracy of the classification of the cell 90 depicted in the cell image 10 can be grasped from multiple perspectives for each cell image 10.
また、本実施形態では、上記のように、確率値21の代表値20aを取得するステップにおいて、代表値20aとして、確率値21の平均値を取得する。ここで、たとえば、確率値21の中央値を代表値20aとして取得する構成と比較して、細胞画像10において、面積は小さいが、2つ以上の種類のうちの第1の種類の分類の確度(確率値21)が非常に大きい領域が含まれる場合に、代表値20aが、第1の種類の分類の値となる。その場合、細胞画像10に写る細胞90が全体としては第1の種類の分類とは異なる第2の種類の分類として分類される細胞画像10であった場合でも、細胞画像10の一部の確率値21に起因して、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の第1の種類であると分類される。そこで、上記のように、確率値21の平均値を代表値20aとして取得することにより、細胞画像10に写る細胞90を分類することによって細胞画像10の分類を行う場合に、細胞画像10の一部分の確率値21に起因して、細胞画像10が、2つ以上の種類の第1の種類であると分類されることを抑制することができる。その結果、細胞画像10に写る細胞90の分類を行うことにより、細胞画像10の分類を行う際に、分類の精度が低下することを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, in the step of acquiring the representative value 20a of the probability values 21, the average value of the probability values 21 is acquired as the representative value 20a. Here, compared to a configuration in which the median of the probability values 21 is acquired as the representative value 20a, for example, when the cell image 10 includes an area that is small in area but has a very high probability (probability value 21) of being classified as the first type of the two or more types, the representative value 20a becomes the value of the first type classification. In this case, even if the cell 90 depicted in the cell image 10 is classified as the second type, which is different from the first type as a whole, the cell 90 depicted in the cell image 10 is classified as the first type of the two or more types due to the probability value 21 of a portion of the cell image 10. Therefore, by obtaining the average value of the probability values 21 as the representative value 20a as described above, when classifying the cell images 10 by classifying the cells 90 depicted in the cell images 10, it is possible to prevent the cell images 10 from being classified as one of two or more first types due to the probability values 21 of a portion of the cell images 10. As a result, by classifying the cells 90 depicted in the cell images 10, it is possible to prevent a decrease in classification accuracy when classifying the cell images 10.
また、本実施形態では、上記のように、細胞画像10である教師用細胞画像30と、細胞画像10に対して、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付すか、または、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された教師用正解画像31とを用いて、学習済みモデル6を作成するステップをさらに備える。これにより、細胞画像10に対して、分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付された教師用正解画像31を用いることによって、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の撮影条件のうちのいずれの撮影条件によって撮影された画像であるかを分類するために用いることが可能な学習済みモデル6を生成することができる。また、分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関するラベル値を付された教師用正解画像31を用いることによって、細胞画像10が、細胞画像10に写る細胞90が、2つ以上の種類の培養条件のうちのいずれの培養条件によって培養された細胞90が写る画像であるか否かを分類するために用いることが可能な学習済みモデル6を生成することができる。 In addition, this embodiment further includes a step of creating a trained model 6 using a teacher cell image 30, which is a cell image 10, and a teacher correct answer image 31 to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of imaging conditions corresponding to the classification, or to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification. By using the teacher correct answer image 31 to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of imaging conditions corresponding to the classification, a trained model 6 can be generated that can be used to classify the cell image 10 as to under which of two or more imaging conditions a cell 90 depicted in the cell image 10 was photographed. Furthermore, by using the teacher correct answer image 31 to which the cell image 10 is assigned label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification, a trained model 6 can be generated that can be used to classify the cell image 10 as to under which of two or more culture conditions a cell 90 depicted in the cell image 10 was cultured.
また、本実施形態では、上記のように、学習済みモデル6を作成するステップにおいて、撮影条件に関するラベル値として、細胞画像10を撮影した際の焦点が合っているか否かの2種類のラベル値を付すか、または、培養条件に関するラベル値として、細胞90を培養する培養容器80のコーティング剤、および、培養日数のいずれかに関する少なくとも2種類のラベル値を付された教師用正解画像31を用いて、学習済みモデル6を作成する。これにより、細胞画像10の焦点が合っているか否か、培養容器80のコーティング剤が適切なものであるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのいずれかの条件において、2つ以上の種類の分類に画像を分類するために用いることが可能な学習済みモデル6を生成することができる。 Furthermore, in this embodiment, as described above, in the step of creating the trained model 6, the trained model 6 is created using a training correct answer image 31 to which two types of label values related to the imaging conditions, namely, whether or not the cell image 10 was in focus when it was captured, are assigned, or to which at least two types of label values related to the culture conditions, namely, the coating agent of the culture vessel 80 in which the cells 90 are cultured and the number of culture days, are assigned. This makes it possible to generate a trained model 6 that can be used to classify images into two or more types of categories based on the conditions of whether or not the cell image 10 is in focus, whether or not the coating agent of the culture vessel 80 is appropriate, and whether or not the number of culture days is appropriate.
また、本実施形態では、上記のように、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定するステップをさらに備える。これにより、指標値20が閾値よりも大きい細胞画像10を、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適した画像であると分類することができる。また、指標値20が閾値以下の細胞画像10を、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適していない画像であると分類することができる。したがって、複数の細胞画像10を用いて、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析を行う場合に、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適した細胞画像10のみを用いて解析を行うことができる。その結果、細胞画像10に写る細胞90が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析の精度が低下することを抑制することができる。 Furthermore, as described above, this embodiment further includes a step of determining whether the index value 20 is greater than a threshold value. This allows a cell image 10 whose index value 20 is greater than the threshold value to be classified as an image suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. Furthermore, a cell image 10 whose index value 20 is equal to or less than the threshold value to be classified as an image unsuitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. Therefore, when analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell using multiple cell images 10, the analysis can be performed using only the cell images 10 suitable for analyzing whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell. As a result, a decrease in the accuracy of the analysis of whether the cell 90 depicted in the cell image 10 is a normal cell or an abnormal cell can be suppressed.
[変形例]
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the claims, not by the description of the above embodiments, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope of the claims.
たとえば、上記実施形態では、制御部2aが、代表値20aとして、確率値21の平均値を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部2aは、代表値20aとして、確率値21の中央値、最大値、最小値、および、最頻値のうちのいずれかを取得するように構成されていてもよい。For example, in the above embodiment, an example of a configuration in which the control unit 2a acquires the average value of the probability values 21 as the representative value 20a was described, but the present invention is not limited to this. For example, the control unit 2a may be configured to acquire any one of the median, maximum, minimum, and mode of the probability values 21 as the representative value 20a.
また、上記実施形態では、学習済みモデル6が、撮影条件として、焦点が合っているか否かを分類することを学習させるか、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、および、細胞90の培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかを分類することを学習させることにより作成される構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、学習済みモデル6は、撮影条件として、焦点が合っているか否か以外の条件に基づいて、学習させることにより作成されてもよい。たとえば、学習済みモデル6は、撮影条件として、撮影装置の種類が適切であるか否かを分類することを学習させることにより作成されてもよい。また、学習済みモデル6は、培養容器80のコーティング剤が適切であるか否か、または、培養日数が適切であるか否か以外の培養条件に基づく分類を学習させることにより作成されてもよい。たとえば、学習済みモデル6は、培養装置の種類が適切であるか否かを分類することを学習させることにより作成されてもよい。学習済みモデル6が分類する撮影条件、および、培養条件は、どのようなものであってもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration was shown in which the trained model 6 was created by learning to classify, as an imaging condition, whether or not the image is in focus, or whether or not the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, and/or whether or not the number of days the cells 90 have been cultured is appropriate. However, the present invention is not limited to this. For example, the trained model 6 may be created by learning to classify, as an imaging condition, conditions other than whether or not the image is in focus. For example, the trained model 6 may be created by learning to classify, as an imaging condition, whether or not the type of imaging device is appropriate. Furthermore, the trained model 6 may be created by learning to classify based on culture conditions other than whether or not the coating agent on the culture vessel 80 is appropriate, or whether or not the number of days the cells 90 have been cultured is appropriate. For example, the trained model 6 may be created by learning to classify based on culture conditions other than whether or not the type of culture device is appropriate. The imaging conditions and culture conditions classified by the trained model 6 may be any.
また、上記実施形態では、制御部2aが、細胞領域における確率値21の代表値20aを取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部2aは、細胞画像10に含まれる全ての画素の確率値21に基づいて、代表値20aを取得するように構成されていてもよい。しかしながら、制御部2aが、細胞画像10に含まれる全ての画素の確率値21の代表値20aを取得する構成の場合、代表値20aを取得する処理の負荷が増加する。したがって、制御部2aは、細胞領域における確率値21の代表値20aを取得するように構成されることが好ましい。 In addition, while the above embodiment illustrates an example of a configuration in which the control unit 2a acquires a representative value 20a of the probability values 21 in the cell region, the present invention is not limited to this. For example, the control unit 2a may be configured to acquire the representative value 20a based on the probability values 21 of all pixels included in the cell image 10. However, if the control unit 2a is configured to acquire a representative value 20a of the probability values 21 of all pixels included in the cell image 10, the processing load for acquiring the representative value 20a increases. Therefore, it is preferable that the control unit 2a be configured to acquire a representative value 20a of the probability values 21 in the cell region.
また、上記実施形態では、制御部2aが、表示部4において、重畳細胞画像50と、代表値20aの数値データと、頻度分布22とを表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部2aは、表示部4において、代表値20aの数値データのみを表示するように構成されていてもよい。また、制御部2aは、表示部4において、代表値20aの数値データ、および、重畳細胞画像50を表示するように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which the control unit 2a displays the superimposed cell image 50, the numerical data of the representative value 20a, and the frequency distribution 22 on the display unit 4 was shown, but the present invention is not limited to this. For example, the control unit 2a may be configured to display only the numerical data of the representative value 20a on the display unit 4. Furthermore, the control unit 2a may be configured to display the numerical data of the representative value 20a and the superimposed cell image 50 on the display unit 4.
また、上記実施形態では、制御部2aが、代表値20aの数値データを表示部4に表示する際に、複数の代表値20aの数値データをまとめて表示するグラフ40a、グラフ40b、および、グラフ40cのいずれかを表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部2aは、代表値20aの数値データを表示する際に、グラフで表示するのではなく、代表値20aの数値自体を表示するように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, when the control unit 2a displays the numerical data of the representative value 20a on the display unit 4, an example of a configuration in which the control unit 2a displays one of graphs 40a, 40b, and 40c, which collectively display the numerical data of multiple representative values 20a, was shown. However, the present invention is not limited to this. For example, when displaying the numerical data of the representative value 20a, the control unit 2a may be configured to display the numerical value of the representative value 20a itself, rather than displaying it as a graph.
また、上記実施形態では、細胞画像解析装置100が、学習済みモデル6を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、細胞画像解析装置100は、細胞画像解析装置100とは異なる画像解析装置などによって生成された学習済みモデル6を使用するように構成されていてもよい。 In addition, while the above embodiment illustrates an example of a configuration in which the cell-image analysis device 100 generates a trained model 6, the present invention is not limited to this. For example, the cell-image analysis device 100 may be configured to use a trained model 6 generated by an image analysis device other than the cell-image analysis device 100.
また、上記実施形態では、重畳細胞画像生成部2dが、2つ以上の種類のうちの第1の種類の分類のラベル値の確率値21に対して青色の標識51を重畳し、第1の種類とは異なる第2の種類の分類のラベル値の確率値21に対して赤色の標識52を重畳した重畳細胞画像50を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。確率値21の違いが識別可能であれば、重畳細胞画像生成部2dは、2つ以上の種類の分類の各ラベル値の確率値21に対して、どのような色の標識を重畳させてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration was shown in which the superimposed cell image generation unit 2d superimposes blue markers 51 on the probability values 21 of the label values of a first type of classification among two or more types, and superimposes red markers 52 on the probability values 21 of the label values of a second type of classification different from the first type, to generate a superimposed cell image 50, but the present invention is not limited to this. As long as the differences in the probability values 21 are distinguishable, the superimposed cell image generation unit 2d may superimpose markers of any color on the probability values 21 of each label value of two or more types of classification.
また、上記実施形態では、画像処理部2cが、第1学習済みモデル6aを生成する際に、焦点が合っているか否かの2種類のラベル値を付した教師用正解画像31を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部2cは、焦点の一致度によって、3種類以上のラベル値が付された教師用正解画像を用いて学習モデル7を学習させるように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which the image processing unit 2c uses a training correct image 31 to which two types of label values, whether or not it is in focus, are assigned when generating the first trained model 6a is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 2c may be configured to train the learning model 7 using a training correct image to which three or more types of label values are assigned depending on the degree of focus coincidence.
また、上記実施形態では、画像処理部2cが、第2学習済みモデル6bを生成する際に、コーティング剤の種類がコーティング剤Aであるか否かの2種類のラベル値を付した教師用正解画像31を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部2cは、コーティング剤の種類に応じて、3種類上のラベル値が付された教師用正解画像を用いて学習モデル7を学習させるように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the image processing unit 2c uses a training correct image 31 with two label values, indicating whether the type of coating agent is coating agent A or not, when generating the second trained model 6b, but the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 2c may be configured to train the learning model 7 using a training correct image with three or more label values, depending on the type of coating agent.
また、上記実施形態では、画像処理部2cが、第3学習済みモデル6cを生成する際に、培養日数が5日であるか否かの2種類のラベル値を付した教師用正解画像31を用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部2cは、培養日数に応じて、3種類以上のラベル値が付された教師用正解画像を用いて学習モデル7を学習させるように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which the image processing unit 2c uses teacher correct images 31 with two types of label values, indicating whether the number of culture days is 5 days or not, when generating the third trained model 6c is shown, but the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 2c may be configured to train the learning model 7 using teacher correct images with three or more types of label values, depending on the number of culture days.
また、上記実施形態では、ステップ201の処理として、画像取得部1が細胞画像10を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部2cが、画像取得部1によって予め取得され、記憶部3に記憶された細胞画像10を取得するように構成されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration in which the image acquisition unit 1 acquires the cell image 10 as the processing of step 201 was shown, but the present invention is not limited to this. For example, the image processing unit 2c may be configured to acquire the cell image 10 that was previously acquired by the image acquisition unit 1 and stored in the memory unit 3.
また、上記実施形態では、制御部2aが、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定する処理を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部2aは、指標値20が閾値よりも大きいか否かを判定する処理を行わなくてもよい。 In addition, in the above embodiment, an example of a configuration was shown in which the control unit 2a performs processing to determine whether the index value 20 is greater than a threshold value, but the present invention is not limited to this. For example, the control unit 2a does not need to perform processing to determine whether the index value 20 is greater than a threshold value.
[態様]
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspects]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are examples of the following aspects.
(項目1)
細胞が写る細胞画像を取得するステップと、
前記細胞を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデルに前記細胞画像を入力するステップと、
前記学習済みモデルにより出力された前記細胞画像の各画素の解析結果に基づいて、前記細胞画像に写る前記細胞が、2つ以上の種類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値を取得するステップと、
取得した前記指標値を表示するステップと、を備える、細胞画像解析方法。
(Item 1)
acquiring a cell image showing the cell;
inputting the cell image into a trained model that has been trained to classify the cells into two or more types;
acquiring an index value representing the likelihood that the cell depicted in the cell image is classified into one of two or more types based on the analysis result of each pixel of the cell image output by the trained model;
and displaying the acquired index value.
(項目2)
前記学習済みモデルは、前記解析結果として、前記分類の推定値である確率値を出力するように学習されており、
前記指標値を取得するステップにおいて、前記学習済みモデルによって出力された前記確率値に基づいて取得される前記確率値の代表値を、前記指標値として取得する、項目1に記載の細胞画像解析方法。
(Item 2)
the trained model is trained to output, as the analysis result, a probability value that is an estimate of the classification;
2. The cell image analysis method according to item 1, wherein in the step of acquiring the index value, a representative value of the probability values acquired based on the probability values output by the trained model is acquired as the index value.
(項目3)
前記細胞画像は、培養容器において培養された培養細胞を含む画像であり、
前記学習済みモデルは、前記細胞画像を撮影した際の焦点が合っているか否か、前記培養容器のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかを分類することを学習させることにより作成されており、
前記指標値を取得するステップにおいて、前記細胞画像を撮影した際の焦点が合っているか否か、前記培養容器のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかの前記指標値を取得する、項目2に記載の細胞画像解析方法。
(Item 3)
the cell image is an image including cultured cells cultured in a culture vessel,
The trained model is created by learning to classify at least one of whether the cell image is in focus when captured, whether the coating agent of the culture vessel is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate;
3. The cell image analysis method according to item 2, wherein in the step of acquiring the index value, at least one of the index values acquired is whether or not the cell image was in focus when captured, whether or not a coating agent for the culture vessel is appropriate, and whether or not the number of days of culture is appropriate.
(項目4)
前記学習済みモデルは、前記細胞が正常細胞であるか異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成されており、
前記指標値を取得するステップにおいて、前記確率値に基づいて、前記細胞画像が、前記細胞画像に写る前記細胞が前記正常細胞であるか前記異常細胞であるかの解析に適している確度を表す値を、前記指標値として取得する、項目2または3に記載の画像解析方法。
(Item 4)
the trained model is created by learning to classify whether the cell is suitable for analysis as a normal cell or an abnormal cell;
4. The image analysis method according to item 2 or 3, wherein in the step of acquiring the index value, a value representing a degree of certainty that the cell image is suitable for analyzing whether the cell depicted in the cell image is the normal cell or the abnormal cell is acquired as the index value based on the probability value.
(項目5)
前記学習済みモデルは、同一種類の前記細胞について、前記正常細胞であるか前記異常細胞であるかの解析に適しているか否かを分類することを学習させることにより作成されている、項目4に記載の細胞画像解析方法。
(Item 5)
5. The cell image analysis method according to item 4, wherein the trained model is created by training the model to classify cells of the same type as to whether they are suitable for analysis as normal cells or abnormal cells.
(項目6)
前記細胞画像に写る前記細胞の領域である細胞領域を取得するステップをさらに備え、
前記確率値の前記代表値を取得するステップにおいて、前記確率値の前記代表値として、前記細胞領域内における前記確率値の前記代表値を取得する、項目2~5のいずれか1項に記載の細胞画像解析方法。
(Item 6)
further comprising a step of acquiring a cell area that is an area of the cell that appears in the cell image,
6. The cell image analysis method according to any one of items 2 to 5, wherein in the step of acquiring the representative value of the probability values, the representative value of the probability values within the cell region is acquired as the representative value of the probability values.
(項目7)
前記確率値の前記代表値を表示するステップにおいて、前記確率値の前記代表値の数値データ、および、前記確率値の分布を前記細胞画像に重畳した重畳細胞画像を表示する、項目2~6のいずれか1項に記載の細胞画像解析方法。
(Item 7)
7. The cell image analysis method according to any one of items 2 to 6, wherein in the step of displaying the representative value of the probability values, numerical data of the representative value of the probability values and a superimposed cell image in which a distribution of the probability values is superimposed on the cell image are displayed.
(項目8)
前記確率値の前記代表値を表示するステップにおいて、前記確率値の前記代表値の前記数値データ、および、前記重畳細胞画像とともに、前記確率値の頻度分布を表示する、項目7に記載の細胞画像解析方法。
(Item 8)
8. The cell image analysis method according to item 7, wherein in the step of displaying the representative value of the probability values, a frequency distribution of the probability values is displayed together with the numerical data of the representative value of the probability values and the superimposed cell image.
(項目9)
前記確率値の前記代表値を取得するステップにおいて、前記代表値として、前記確率値の平均値を取得する、項目2~8のいずれか1項に記載の細胞画像解析方法。
(Item 9)
9. The cell image analysis method according to any one of items 2 to 8, wherein in the step of acquiring the representative value of the probability values, an average value of the probability values is acquired as the representative value.
(項目10)
前記細胞画像である教師用細胞画像と、前記細胞画像に対して、前記分類に対応する少なくとも2種類の撮影条件に関するラベル値を付すか、または、前記分類に対応する少なくとも2種類の培養条件に関する前記ラベル値を付された教師用正解画像とを用いて、前記学習済みモデルを作成するステップをさらに備える、項目1~9のいずれか1項に記載の細胞画像解析方法。
(Item 10)
10. The cell image analysis method according to any one of items 1 to 9, further comprising a step of creating the trained model using a teacher cell image that is the cell image and a teacher correct answer image to which label values for at least two types of imaging conditions corresponding to the classification are assigned, or to which label values for at least two types of culture conditions corresponding to the classification are assigned.
(項目11)
前記学習済みモデルを作成するステップにおいて、前記撮影条件に関する前記ラベル値として、前記細胞画像を撮影した際の焦点が合っているか否かの2種類の前記ラベル値を付すか、または、前記培養条件に関する前記ラベル値として、前記細胞を培養する培養容器のコーティング剤、および、培養日数のいずれかに関する少なくとも2種類の前記ラベル値を付された前記教師用正解画像を用いて、前記学習済みモデルを作成する、項目10に記載の細胞画像解析方法。
(Item 11)
Item 11. The cell image analysis method according to Item 10, wherein in the step of creating the trained model, two types of label values related to whether the cell image was in focus when captured are assigned as the label values related to the imaging conditions, or the trained model is created using the correct training image to which at least two types of label values related to either a coating agent for a culture vessel in which the cells are cultured and the number of days of culture are assigned as the label values related to the culture conditions.
(項目12)
前記指標値が閾値よりも大きいか否かを判定するステップをさらに備える、項目1~11のいずれか1項に記載の細胞画像解析方法。
(Item 12)
12. The cell image analysis method according to any one of items 1 to 11, further comprising a step of determining whether the index value is greater than a threshold value.
6 学習済みモデル
10 細胞画像
20 指標値
20a 代表値(平均値)
21 確率値
22、22a、22b 頻度分布
80 培養容器
81 培養溶液
90 細胞(培養細胞)
6 Trained model 10 Cell image 20 Index value 20a Representative value (average value)
21 Probability value 22, 22a, 22b Frequency distribution 80 Culture vessel 81 Culture solution 90 Cells (cultured cells)
Claims (11)
前記細胞を2つ以上の種類に分類することを学習させた学習済みモデルに前記細胞画像を入力するステップと、
前記学習済みモデルにより出力された前記細胞画像の各画素の解析結果に基づいて、前記細胞画像に写る前記細胞が、2つ以上の種類の分類のうちのいずれの分類であるかの確度を表す指標値を取得するステップと、
取得した前記指標値を表示するステップと、を備え、
前記学習済みモデルは、前記解析結果として、前記細胞画像の各画素の前記分類の推定値である確率値を出力するように学習されており、
前記指標値を取得するステップにおいて、前記学習済みモデルによって出力された前記細胞画像の各画素における前記確率値の平均値、中央値、最大値、最小値、および、最頻値のいずれかである1つの代表値を、1枚の前記細胞画像に対する前記分類の確度を表す1つの前記指標値として取得する、細胞画像解析方法。 acquiring a cell image showing the cell;
inputting the cell image into a trained model that has been trained to classify the cells into two or more types;
acquiring an index value representing the likelihood that the cell depicted in the cell image belongs to one of two or more types of classifications based on the analysis results of each pixel of the cell image output by the trained model;
and displaying the acquired index value ;
the trained model is trained to output, as the analysis result, a probability value that is an estimate of the classification of each pixel of the cell image;
A cell image analysis method, in which, in the step of acquiring the index value, one representative value, which is any of the mean, median, maximum, minimum, and mode of the probability values for each pixel of the cell image output by the trained model, is acquired as one index value representing the accuracy of the classification for one cell image.
前記学習済みモデルは、前記細胞画像を撮影した際の焦点が合っているか否か、前記培養容器のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかを分類することを学習させることにより作成されており、
前記指標値を取得するステップにおいて、前記細胞画像を撮影した際の焦点が合っているか否か、前記培養容器のコーティング剤が適切であるか否か、および、培養日数が適切であるか否かのうち、少なくともいずれかの前記指標値を取得する、請求項1に記載の細胞画像解析方法。 the cell image is an image including cultured cells cultured in a culture vessel,
The trained model is created by learning to classify at least one of whether the cell image is in focus when captured, whether the coating agent of the culture vessel is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate;
2. The cell image analysis method according to claim 1, wherein in the step of acquiring the index value, at least one of the index values acquired is whether the cell image was in focus when captured, whether the coating agent on the culture vessel is appropriate, and whether the number of days of culture is appropriate.
前記指標値を取得するステップにおいて、前記確率値に基づいて、前記細胞画像が、前記細胞画像に写る前記細胞が前記未分化細胞であるか前記未分化逸脱細胞であるかの解析に適している度合いを表す値を、前記指標値として取得する、請求項1に記載の細胞画像解析方法。 the trained model is created by learning to classify whether the cell is suitable for analysis as an undifferentiated cell or an undifferentiated deviation cell ;
The cell image analysis method of claim 1, wherein in the step of acquiring the index value, a value representing the degree to which the cell image is suitable for analyzing whether the cell depicted in the cell image is the undifferentiated cell or the undifferentiated deviation cell is acquired as the index value based on the probability value.
前記確率値の前記代表値を取得するステップにおいて、前記確率値の前記代表値として、前記細胞領域内における前記確率値の前記代表値を取得する、請求項1に記載の細胞画像解析方法。 further comprising a step of acquiring a cell area that is an area of the cell that appears in the cell image,
The cell image analysis method according to claim 1 , wherein in the step of acquiring the representative value of the probability values, the representative value of the probability values within the cell region is acquired as the representative value of the probability values.
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